CS198149B2 - Method of cleaning the combution products and gases - Google Patents
Method of cleaning the combution products and gases Download PDFInfo
- Publication number
- CS198149B2 CS198149B2 CS535974A CS535974A CS198149B2 CS 198149 B2 CS198149 B2 CS 198149B2 CS 535974 A CS535974 A CS 535974A CS 535974 A CS535974 A CS 535974A CS 198149 B2 CS198149 B2 CS 198149B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- gases
- solution
- column
- sulfuric acid
- arrow
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu čištění spalin a plynů pocházejících ze spalování paliv, jakož způsobu výroby kyseliny sírové ze sloučenin obsahujících síru, isolovaných z uvedených spalin a plynů.The present invention relates to a process for the purification of flue gases and gases resulting from the combustion of fuels, and to a process for the production of sulfuric acid from sulfur-containing compounds isolated from said flue gases and gases.
Problémy vyvstávající při čištění spalin a plynů za účelem odstranění sloučenin síry jsou. známé. K nesnázím dochází zejména v zařízeních., ve kterých, se spaluje jako palivo topný olej nebo směs topného plynu a topného oleje s vysokým obsahem sloučenin síry.Problems arise in cleaning flue gases and gases to remove sulfur compounds. known. In particular, difficulties arise in plants in which fuel oil or a mixture of fuel gas and fuel oil with a high sulfur compound content is combusted as fuel.
Z chemických způsobů čištění výše uvedených spalin a plynů je znám především způsob spočívající v tom, že se kysličník siřičitý, který vzniká jako produkt spalování sloučenin síry, podrobí oxidačnímu působení roztoku síranu železitého.Among the chemical processes for the purification of the above-mentioned flue gases and gases, it is known in particular that the sulfur dioxide formed as a product of the combustion of sulfur compounds is subjected to an oxidizing action of a ferric sulfate solution.
Při tomto způsobu se kysličník siřičitý převádí na kyselinu sírovou a síran železitý se redukuje na. síran železnatý. V následujícím stupni tohoto způsobu se síran železnatý opětovně oxiduje na síran železitý, čehož se dosáhne probubláváním roztoku síranu železnatého vzduchem, a neutralizuje solemi železa, zejména kysličníky. Přebytečné soli železa se z roztoku izolují odpařením a krystalizací ve formě síranu železitého. Po vysušení se tento síran kalcinuje k získání kysličníků železa, které se potom zavádějí zpět do příslušného stupně uvedeného způsobu; kysličníku siřičitého je možno· použít k výrobě kyseliny sírové nebo k výrobě čisté síry.In this process, sulfur dioxide is converted to sulfuric acid and ferric sulfate is reduced to. ferrous sulfate. In the next step of the process, ferrous sulphate is re-oxidized to ferric sulphate, which is achieved by bubbling the ferrous sulphate solution through the air, and neutralized with iron salts, especially oxides. Excess iron salts are isolated from the solution by evaporation and crystallization in the form of ferric sulfate. After drying, this sulfate is calcined to obtain iron oxides, which are then recycled to the appropriate stage of the process; sulfur dioxide can be used to produce sulfuric acid or to produce pure sulfur.
Uvedený způsob má však některé nedostatky.However, this method has some drawbacks.
Jedním z těchto nedostatků je skutečnost, že rychlost oxidace kysličníku siřičitého je za daných reakčních podmínek nízká; to platí zejména, pro nízké hodnoty pH. Vzhledem k tomu musí mít promývací kolony, v nichž dochází ke styku mezi plynem a roztokem, velké rozměry.One of these drawbacks is that the rate of oxidation of sulfur dioxide is low under the reaction conditions; this is especially true for low pH values. Accordingly, the scrubbing columns in which the gas / solution is in contact must have large dimensions.
Kromě toho jsou stupně uvedeného způsobu, ve kterých dochází k extrakci síranu železitého z roztoku, k jeho· kalcinaci na kysličník železa a kysličník siřičitý a k převedení kysličníku siřičitého· na kyselinu sírovou, velmi komplikované z technického hlediska a v důsledku toho i značně nákladné.In addition, the process steps in which the ferric sulphate is extracted from the solution, calcined into iron oxide and sulfur dioxide and converted into sulfuric acid are very complicated from the technical point of view and consequently costly.
Navíc obsahuje kyselina sírová, vznikající oxidací kysličníku s'řičitého síranem železitým, značné množství kyseliny dithioničité, k jejímuž. oddělení je zapotřebí dalšího samostatného stupně.In addition, the sulfuric acid resulting from the oxidation of sulfur dioxide with ferric sulfate contains a considerable amount of dithionic acid to which it is present. Separation is needed for a separate step.
Účelem vynálezu je eliminovat uvedené nedostatky navržením způsobu, při kterém bude možné čistit výše uvedené spaliny a plyny s obsahem sloučenin síry při do .--1/..198149 ní maximálního výtěžku síry za použití jednoduchého a hospodárného zařízení.The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks by designing a process in which the above-mentioned flue gases and gases containing sulfur compounds can be cleaned up to a maximum sulfur yield using a simple and economical device.
Získané deriváty síry, izolované tímto navrženým způsobem, by měly být převeditelné na kyselinu sírovou za minimální spotřeby energie.The sulfur derivatives obtained, isolated in this way, should be convertible to sulfuric acid with minimum energy consumption.
Nyní bylo zjištěno, že v případě, kdy se uvede ve styk plyn nebo spalina a kyslík s roztokem, který obsahuje sůl kovu, například kobaltu, manganu nebo niklu, nebo směs solí alespoň dvou těchto kovů, dojde ke vzniku alespoň jedné vysoce oxidované sloučeniny, která, popřípadě které jsou schopny velmi rychle a účinně oxidovat kysličník siřičitý.It has now been found that when gas or flue gas and oxygen are contacted with a solution containing a metal salt such as cobalt, manganese or nickel, or a mixture of salts of at least two of these metals, at least one highly oxidized compound is formed, which, or which are capable of oxidising sulfur dioxide very rapidly and effectively.
Existenci těchto vysoce oxidovaných látek je možné prokázat reakcí s jcdidem draselným nebo reakcí s orthofenantrolinem železnatým.The existence of these highly oxidized substances can be demonstrated by reaction with potassium iodide or by reaction with ferrous orthophenanthroline.
Tyto vysoce oxidované sloučeniny jsou důležitými meziprodukty v průběhu reakce a jde v podstatě o koordinační komplexy typu například [M3+ (SO3)3]3, kde M znamená atom kobaltu, manganu nebo niklu. Přítomnost tohoto komplexu byla prokázána pro kobalt včetně ověření vzorce, je zajímavé, že tato reakce obvykle neprobíhá spontánně v případě, že kov M je přítomen výlučně ve dvojmocné formě. Kyselinu sírovou získanou tímto oxidačním postupem je možno koncentrovat, přičemž k postupu je možno užít tepla, které je dodáváno čištěnými spalinami a plyny. Takto získaná kyselina sírová odpovídá svou kvalitou běžně obchodně dodávané kyselině.These highly oxidized compounds are important intermediates in the course of the reaction and are essentially coordination complexes such as [M 3+ (SO 3) 3] 3 , where M is a cobalt, manganese or nickel atom. The presence of this complex has been shown for cobalt including formula verification, it is interesting that this reaction usually does not occur spontaneously when the metal M is present exclusively in the divalent form. The sulfuric acid obtained by this oxidation process can be concentrated using heat supplied by the purified flue gases and gases. The sulfuric acid thus obtained corresponds to that of a commercially available acid.
Podstata způsobu čištění spalin a plynů pocházejících ze spalování paliv, jako například nafty, odstraněním kysličníku siřičitého, vzniklého oxidací sirných sloučenin, promýváním spalin a plynů alespoň jedním promývacím roztokem s obsahem soli manganu, schopným oxidovat kysličník siřičitý za vzniku kyseliny sírové, a to za přítomnosti kyslíku, který se popřípadě ke spalinám a plynům určeným k čištění přidává, podle vynálezu spočívá v tom, že se vodný promývací roztok obsahující oxidační manganovou sloučeninu s oxidační schopností odpovídající 4 miliekvivalentům kyslíku na 1 litr roztoku, síran manganatý v koncentraci 10 až 20 g/1 a alespoň 100 g/1 kyseliny sírové, uvede ve styk s plyny a spalinami, ke kterým byl popřípadě přimíšen vzduch, přičemž se část promývacího roztoku s obsahem vzniklé kyseliny sírové zahustí a zfiltruje k oddělení a vykrystalizování síranu manganatého.Principle of a method for cleaning flue gases and gases derived from the combustion of fuels such as diesel by removing sulfur dioxide formed by oxidation of sulfur compounds, washing the flue gases and gases with at least one manganese salt-containing washing solution capable of oxidizing sulfur dioxide to form sulfuric acid in the presence According to the invention, an aqueous washing solution containing an oxidizing manganese compound having an oxidizing capacity corresponding to 4 milliequivalents of oxygen per liter of solution, manganese sulphate at a concentration of 10 to 20 g / kg of oxygen, optionally added to the flue gases and gases to be cleaned, 1 and at least 100 g / l of sulfuric acid are brought into contact with gases and flue gas optionally mixed with air, whereupon part of the washing solution containing the resulting sulfuric acid is concentrated and filtered to separate and crystallize manganese sulphate.
Při způsobu podle vynálezu se s výhodou v průběhu 30 až 60 minut od okamžiku uvedení ve styk plynů a spalin s promývacím roztokem odebírá část vodného promývacího roztoku, která odpovídá čtvrtině až polovině celkového objemu použitého promývacího roztoku, ze styku s plyny nebo' spalinami a tato část se nechá separátně stát alespoň po dobu jedné hodiny, načež se 04 pět uvede do styku s čištěnými spalinami nebo plyny.In the process according to the invention, a portion of the aqueous washing solution corresponding to a quarter to half of the total volume of the washing solution used is preferably removed from the contact with the gases or flue gases within 30 to 60 minutes of the gas and flue gas contact. the part is allowed to stand separately for at least one hour, after which the four are contacted with the cleaned flue gases or gases.
Před promýváním a před případným přimíšením vzduchu ke spalinám a plynům se odstraní s výhodou saze a popílek, obsažené ve spalinách, a plynech, předběžným promytím spalin nebo plynů částí vodného promívacího roztoku odpovídající množství oxidovaného kysličníku siřičitého, přičemž ss tato část nahradí odpovídajícím množstvím čerstvého roztoku tak, že koncentrace kyseliny sírové v promývacím roztoku zůstává konstantní.Preferably, the soot and ash contained in the flue gas and gases are removed prior to washing and possibly admixing the air with the flue gas and gases by pre-washing the flue gas or gases with a portion of the aqueous scrubbing solution with a corresponding amount of oxidized sulfur dioxide. such that the concentration of sulfuric acid in the wash solution remains constant.
Část vodného· promývacího roztoku, která se použije k odstranění sazí a popílku ve spalinách a plynech, se s výhodou zahustí a zfiltruje k oddělení sazí a popílku, načež se kapalný podíl dále zahustí za tlakuThe portion of the aqueous washing solution used to remove the soot and fly ash in the flue gas and gases is preferably concentrated and filtered to separate the soot and fly ash, whereupon the liquid portion is further concentrated under pressure.
10,6 kPá k vysrážení síranu manganatého, který se potom oddělí od koncentrované kyseliny-sírové. Sloučeniny manganu, jejichž mocenství manganu je vyšší než 2 a které jsou obsaženy v uvedené části vodného roztoku určeného k premývání, se s výhodou redukují kysličníkem siřičitým v průběhu předběžného promývání.10.6 kPa to precipitate manganese sulfate, which is then separated from the concentrated sulfuric acid. The manganese compounds whose manganese valency is greater than 2 and which are contained in said part of the aqueous solution to be washed are preferably reduced with sulfur dioxide during the pre-wash.
Výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že tento způsob dovoluje za všech podmínek zajistit účinné vyčištění spalných plynů a vyrobit přitom důležité sloučeniny síry, zejména kyselinu sírovou, jejíž kvalita odpovídá kvalitě běžně dodávané kyseliny sírové. Tato kyselina obsahuje pouze stopy síranu manganatého. Je třeba zdůraznit, že při provádění způsobu podle vynálezu se využívá tepla, které je přiváděno spalnými plyny; nezbytné teplo je samozřejmě možné přivádět i z vnějšího zdroje. Z výše uvedeného je zřejmé, že způsobem podle vynálezu je možné zbavit účinným způsobem spalné plyny sloučenin síry a současně vyrobit koncentrovanou, kyselinu sírovou, která je použitelná při výrobě celé řady důležitých chemických produktů.An advantage of the process according to the invention is that it allows efficient cleaning of the combustion gases under all conditions, while producing important sulfur compounds, in particular sulfuric acid, of a quality corresponding to the sulfuric acid conventionally supplied. This acid contains only traces of manganese sulphate. It should be pointed out that the process of the invention utilizes the heat supplied by the combustion gases; the necessary heat can of course also be supplied from an external source. From the foregoing, it is apparent that the process of the present invention can efficiently purify the combustion gases of sulfur compounds while producing concentrated sulfuric acid which is useful in the production of a variety of important chemical products.
V některých případech, dochází k tomu, že čištění se samočině zastavuje v okamžiku.,, kdy přiváděné množství kysličníku siřičitého překročí kritickou hodnotu, danou operačními podmínkami.In some cases, the cleaning process automatically stops at the moment when the amount of sulfur dioxide supplied exceeds the critical value given by the operating conditions.
V důsledku toho je nutné při provádění způsobu podle vynálezu brát zřetel na následující parametry:Consequently, the following parameters have to be taken into account when carrying out the process according to the invention:
je nutné znát průřez kolony, ve které se provádí promývání spalin a plynů vodným promývacím roztokem;it is necessary to know the cross-section of the column in which the flue gas and gas are washed with an aqueous washing solution;
je nutné určit výšku náplně kolony, která je nezbytná pro zajištění styku mezi spalinami a plyny a promývacím roztokem;it is necessary to determine the column packing height necessary to ensure contact between the flue gas and gases and the washing solution;
je nutné stanovit přiváděné množství promývacího vodného roztoku a koncentraci kyslíku ve spalinách a plynech.it is necessary to determine the supply amount of the washing aqueous solution and the oxygen concentration in the flue gases and gases.
Na základě zjištěných skutečností se pak způsob podle vynálezu provádí následujícím způsobem:Based on the findings, the method according to the invention is carried out as follows:
A. Nejprve se zvolí typ výplně tak, aby bylo· dosaženo předem stanoveného specifického povrchu výplně.A. First, the fill type is selected so as to achieve a predetermined specific fill surface.
B. Pak se stanoví pro různé výšky výplně a pro jednotku výšky této výplně přiváděné množství spalin a plynů a přiváděné množství promývacího roztoku, odpovídající předem stanovené ztrátě tlaku.B. The amount of flue gas and gas and the amount of washing solution corresponding to a predetermined pressure drop are then determined for the different filling heights and for the unit of height of the filling.
C. Stanoví se také objem zadržení použité výplně na jednotku výšky jako funkce přívodu roztoku.C. The retention volume of the filler used per unit of height is also determined as a function of solution delivery.
D. Vypočítává se přiváděné množství kysličníku siřičitého vs spalinách a plynech na jednotku výšky kolony jako funkce různých koncentrací kyslíku ve spalinách a plynech pro každou hodnotu objemu zadržení, stanoveného podle bodu C.D. Calculate the quantity of sulfur dioxide vs flue gas and gas supplied per column height unit as a function of the different concentrations of oxygen in the flue gas and gas for each value of containment determined in accordance with point C.
E. Vypočítá, se přiváděné množství plynů a spalin odpovídající přiváděnému množství kysličníku siřičitého podle bodu D. a volí se hodnoty, pro které tlaková ztráta odpovídá hodnotě, která byla stanovena podle bodu B.E. Calculate the quantity of gases and flue gas supplied corresponding to the quantity of sulfur dioxide introduced in accordance with D. and select values for which the pressure drop corresponds to the value determined in accordance with B.
F. Z hodnot získaných podle bodu E. se zvolí ty hodnoty, pro které je přiváděné množství kysličníku siřičitého maximální na jednotku výšky kolony, a stanoví se, rovněž podle bodu E. koncentrace kyslíku, přiváděné množství promývacího vodného roztoku a výška náplně.F. From the values obtained in accordance with point E., the values for which the quantity of sulfur dioxide fed in per unit height of the column is selected are determined and also, according to point E. the oxygen concentration, the amount of washing aqueous solution fed and the filling height.
G. Stanoví se průřez kolony ze vztahu mezi maximálními přiváděnými množstvími kysličníku siřičitého ve spalinách a plynech podle bodu F., výška výplně podle bodu F., velikost přiváděného množství promývacího vodného roztoku podle bodu F. na jednotku výšky kolony a koncentrace kyslíku v plynech podle bodu F,G. Determine the cross-sectional area of the column from the relationship between the maximum flue gas and flue gas feed rates of point F, the fill height of point F., the amount of flushing water feed rate of point F. per unit column height and the oxygen concentration of the gases point F,
Podle charakteristického provedení způsobu podle vynálezu se styku mezi spalinami a plyny na jedné sírane a promývacím roztokem na druhé straně dosahuje použitím Raschigových kroužků, použitých jako výplně promývací kolony.According to a characteristic embodiment of the method according to the invention, the contact between the flue gas and gases on one sulphate and the scrubbing solution on the other hand is achieved by using Raschig rings used as fillers in the scrubbing column.
Podle dalšího provedení způsobu podle vynálezu se styk mezi spalinami a plyny na jedné straně a promývacím roztokem na druhé straně uskutečňuje tak, že se spaliny a plyny dispergují v promývacím roztoku.According to another embodiment of the process according to the invention, the contact between the flue gases and gases on the one hand and the scrubbing solution is effected by dispersing the flue gases and gases in the scrubbing solution.
S výhodou činí předem stanovená hodnota ztráty tlaku 600 Pa.Preferably, the predetermined pressure loss is 600 Pa.
Rychlost přívodu kysličníku siřičitého podle bodu D. má být udržována ve výhodném poměru vzhledem ke koncentraci kyslíku na jedné straně a vzhledem k objemu zadržení na straně druhé.The sulfur dioxide feed rate of point D. should be maintained in a preferred ratio with respect to the oxygen concentration on the one hand and the retention volume on the other hand.
Koncentrace vyrobené kyseliny sírové je také závislá na množství tepla, které je přiváděno spalinami a plyny.The concentration of sulfuric acid produced is also dependent on the amount of heat that is supplied by the flue gases and gases.
Mimoto může být množství získané kyseliny sírové závislé na množství tepla, které js přiváděno zevními zdroji, přičemž se tepla přiváděného spalinami a plyny využívá ke zvýšeni rychlosti celého postupu.In addition, the amount of sulfuric acid obtained can be dependent on the amount of heat supplied by external sources, utilizing the heat supplied by the flue gases and gases to increase the speed of the process.
Vynález se rovněž týká zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Jde o zařízení k čištění spalin a plynů, v němž současně dochází k výrobě kyseliny sírové.The invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention. It is a device for cleaning flue gases and gases, which simultaneously produces sulfuric acid.
Zařízení podle vynálezu bude popsáno v souvislosti s přiloženými výkresy, v nichž je znázorněno na obr. 1 jedno provedení zařízení podle vynálezu, na obr. 2 druhé provedení zařízení podle vynálezu a na obr. 3 třetí provedení zařízení podle vynálezu.The device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows one embodiment of the device according to the invention, Figure 2 shows a second embodiment of the device according to the invention and Figure 3 shows a third embodiment of the device according to the invention.
Na výkresech je tedy znázorněno zařízení pro čistění spalin a plynů s obsahem kysličníku siřičitého při použití solí manganu.The drawings therefore show an apparatus for purifying flue gases and gases containing sulfur dioxide using manganese salts.
K lepšímu porozumění jsou potrubí sloužící k přívodu pevných látek zakreslena jako plné čáry potrubí pra plyn jsou zakreslena jako přerušované čáry a potrubí pro přívod vodních par jsou. zakreslena jako čerchované čáry, přičemž potrubí pro kapalinu jsou zakreslena dvojitými čarami.For better understanding, the solids supply lines are drawn as solid lines and the gas lines are shown as dashed lines and the water vapor supply lines are. The lines for the liquid are plotted with double lines.
Na obr. 1 je znázorněno první provedení zařízení podle vynálezu. Na tomto provedení je zakreslen kotel 1, v němž se užívá paliva č. 2. Výsledné horké spalné plyny s obsahem kysličníku siřičitého jsou vedeny nejdříve do výměníku 2 tepla, jehož funkce bude dále popsána, podél šipky Fi, potom se vedou do komory 3 podle šipky F2, kde se mísí se vzduchem, přiváděným například přes ventilátor 4; z ventilátoru 4 se vzduch přivádí potrubím podle šipky F3. Vzniklá směs se pak vede potrubím F1 do promývací kolony 5, do níž se současně na její vrchol přivádí promývací roztok a cirkulace tohoto roztoku je zajišťována čerpadlem 6 podél šipky E5. Kolona 5 je vyplněna například neznázorněnými Raschigovými kroužky, které zajišťují styk mezi čištěným plynem a promývacím roztokem, načež se čištěný plyn odvádí do okolního prostředí směrem podél šipky Fe. Promývací roztok obsahuje síran manganatý a kyselinu sírovou, která vzniká oxidací kysličníku siřičitého, jak bude dále uvedeno.FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention. In this embodiment, the boiler 1, in which fuel 2 is used, is drawn. The resulting hot combustion gases containing sulfur dioxide are led first to a heat exchanger 2, the function of which will be described below, along arrow F1, then to chamber 3 according to FIG. arrow F2, where it mixes with the air supplied, for example, through the fan 4; from the fan 4 the air is supplied via the duct according to arrow F3. The resulting mixture is then passed through line F1 to the wash column 5, to which the wash solution is simultaneously fed to its top and circulation of this solution is ensured by the pump 6 along arrow E5. The column 5 is packed, for example, with Raschig rings (not shown) that provide contact between the scrubbed gas and the scrubbing solution, and then the scrubbed gas is discharged into the environment along the Fe arrow. The wash solution contains manganese sulphate and sulfuric acid, which is formed by oxidation of sulfur dioxide, as discussed below.
Část promývacího roztoku, která odpoví; dá množství kyseliny sírové, které je výsledkem oxidace kysličníku siřičitého, se vede ze spodku kolony 5 k prvnímu filtru 7 podél šipky F7; uvedený filtr má za úkol odstraňovat saze a popílek, které se pak vyprazdňují podél šipky F». Šipka F9 označuje směr, kterým je roztok odváděn do první vyrovnávací nádrže 8, jejímž účelem je zajistit pravidelnost toku uvedeného· roztoku, a pak se vede podél šipky F10 do prv198149 ního odpařovače 9. V odpařovači 9 se poprvé zahušťuje promývací roztok a tento roztok se pak vede podél šipky Fn do druhé vyrovnávací nádrže 10 a z této nádrže podél šipky F12 do druhého odpařovače 11, kde dochází ke druhému zahuštění. Koncentrovaný roztok se pak vede podél šipky F13 do třetí vyrovnávací nádrže 12 a pak podél šipky F14 na druhý filtr 13, v němž dochází k oddělení části síranu manganatého, který se pak vede podél šipky Fis - do nádrže 14, kdežto kyselina sírová se vede do nádrže 15 podél šipky Fie. Mimoto dvojité čáry F17 označují cirkulaci vyhřívací kapaliny, která přivádí potřebné teplo, které se získává ve výměníku 2 z plynů a spalin, a vedou se do prvního a druhého odpařovače 9 a 11, kde dochází ke koncentraci získané kyseliny sírové. Vodní pára, která vzniká v důsledku této koncentrace, se vede podél šipek Fie a F19 do kondenzačního zařízení 16 a pak v kapalné formě podél šipky F29 na druhý filtr 13, kde se dostává do styku s vysráženým síranem manganatým, který tímto způsobem přechází zpět do roztoku, a pak se vede do nádrže 14. Tento roztok se pak přivádí zpět podél šipky F21 do spodku promývací kolony 5. Je zřejmé, že kondenzační' zařízení 16 a první a druhý odpařovač 9 a 11 se udržují pod sníženým tlakem evakuačním čerpadlem 17.The portion of the wash solution that responds; providing the amount of sulfuric acid resulting from the oxidation of sulfur dioxide is passed from the bottom of the column 5 to the first filter 7 along arrow F7; said filter has the task of removing soot and ash, which are then emptied along the arrow F ». The arrow F9 indicates the direction in which the solution is discharged to the first buffer tank 8 to ensure regular flow of the solution, and then passes along the arrow F10 to the first evaporator 9. In the evaporator 9, the washing solution is thickened for the first time. it then passes along the arrow Fn to the second buffer tank 10 and from this tank along the arrow F12 to the second vaporizer 11 where the second thickening takes place. The concentrated solution is then passed along the arrow F13 to the third buffer tank 12 and then along the arrow F14 to the second filter 13 which separates a portion of the manganese sulphate, which is then passed along the arrow Fis to the tank 14, while the sulfuric acid is fed to tank 15 along arrow Fie. In addition, the double lines F17 indicate the circulation of a heating liquid which supplies the necessary heat, which is obtained in the gas and flue gas exchanger 2 and is fed to the first and second evaporators 9 and 11, where the sulfuric acid obtained is concentrated. The water vapor generated as a result of this concentration is passed along arrows Fie and F19 to the condenser 16 and then in liquid form along arrow F29 to the second filter 13 where it contacts the precipitated manganese sulfate, which in this way passes back to This solution is then fed back along arrow F21 to the bottom of the wash column 5. It will be appreciated that the condenser 16 and the first and second vaporizers 9 and 11 are kept under reduced pressure by the evacuation pump 17.
Kromě toho podél šipky F22 se část spalných plynů z výměníku 2 uvádí ve styk s roztokem na prvním filtru 7 a pak přivádí podél šipky F23 do spodku kolony 5 současně se směsí ze zásobníku 3. Podle neznázorněného provedení zařízení podle vynálezu je možno vést plyn z filtru 7 přímo do zásobníku 3.In addition, along arrow F22, a portion of the combustion gases from the exchanger 2 is brought into contact with the solution on the first filter 7 and then fed along arrow F23 to the bottom of the column 5 together with the mixture from the container. 7 directly into tray 3.
Kromě toho je možno vést z evakuační pumpy 17 podél šipky F 24 vzduch do spodku kolony 5. Způsob podle vynálezu tady může probíhat následovně:In addition, air from the evacuation pump 17 along the arrow F 24 can be led to the bottom of the column 5. The process according to the invention can here proceed as follows:
Do spodku kolony 5 se uvádí roztok síranu manganatého, který obsahuje s výhodou malé množství kysličníku manganičitého, což napomáhá průměru reakce. Tento roztok se v koloně 5 uvádí ve styk s plynem, smíšeným se vzduchem, který se přivádí podél šipky F4 ze zásobníku 3. Kysličník siřičitý, obsažený v plynech nebo spalinách, se v uvedeném roztoku rozpouští a současně se vytváří komplex vzorce [Mn3+ (SO3)3]3~ nebo komplex podobného typu a za přítomnosti tohoto komplexu a kyslíku ze vzduchu vzniká alespoň jedno 0xidační činidlo, které rychle oxiduje kysličník siřičitý, který je v roztoku přítomný ve volné formě a mění se na kyselinu sírovou. Tím se obohacuje promývací roztok o kyselinu sírovou. Jakmile množství kyseliny sírové dosáhne předem stanovené hodnoty, odnímá se ze spodku kolony 5 takové množství roztoku, které odpovídá množství absorbovaného kysličníku siřičitého. Tím se dosáhne toho, že obsah kyseliny sírové v prómývacím roztoku zůstává stálý.At the bottom of the column 5 a manganese sulphate solution is introduced, which preferably contains a small amount of manganese dioxide, which aids the reaction average. This solution is contacted in column 5 with a gas mixed with air which is fed along the arrow F4 from the container 3. The sulfur dioxide contained in the gases or flue gas dissolves in the solution and at the same time forms a complex of formula [Mn 3+] (SO3) 3] 3- complex or the like, and the presence of the complex and oxygen in air is formed at least one 0xidační agent which quickly oxidizes sulfur dioxide which is present in solution in free form and is converted to sulfuric acid. This enriches the wash solution with sulfuric acid. When the amount of sulfuric acid reaches a predetermined value, an amount of solution corresponding to the amount of sulfur dioxide absorbed is removed from the bottom of the column 5. This ensures that the sulfuric acid content of the wash solution remains stable.
Roztok získaný ze spodku kolony 5 se filtruje na filtru 7 a pak se vede podél šipky F10 do prvního a druhého odpařovače 9 a 11, čímž se získá v zásobníku 15 koncentrovaná kyselina sírová. Síran manganatý se hromadí v zásobníku 14. po filtraci filtrem 13, přičemž se podél šipky F20 přivádí voda vznikající při zahušťování roztoku po kondenzaci v kondenzačním zařízení 16. Roztok se pak přivádí zpět do kolony 5 podél šipky F21. Je nutno zdůraznit, že koncentrace kyseliny sírové v prómývacím roztoku a také koncentrace v roztoku, který přichází z prvního a druhého odpařovače 9 a 11, je taková, že teplo spalných plynů je dostatečné k tomu, aby bylo možno získat v zásobníku 15 kyselinu sírovou, jejíž kvalita odpovídá kvalitě běžně dodávané kyseliny shové, aniž je nutno dodávat další teplo.The solution obtained from the bottom of the column 5 is filtered on the filter 7 and then passed along the arrow F10 to the first and second evaporators 9 and 11 to obtain concentrated sulfuric acid in the container 15. The manganese sulphate accumulates in the reservoir 14 after filtration through the filter 13, whereupon the water resulting from the condensation of the solution after condensation in the condenser 16 is fed along the arrow F20. The solution is then returned to the column 5 along the arrow F21. It should be emphasized that the concentration of sulfuric acid in the wash solution as well as the concentration in the solution coming from the first and second evaporators 9 and 11 is such that the heat of the combustion gases is sufficient to obtain sulfuric acid in the reservoir 15, the quality of which is similar to that of commercially available acids, without the need for additional heat.
Mimoto bylo uvedeno, že alespoň část plynu, který byl uveden podél šipky F22 do styku s filtrem 7 a s extrakčním roztokem, se přivádí podél šipky F23 do spodku kolony 5. Tímto způsobem je možno dosáhnout redukce některých sloučenin manganu, v nichž mocenstvo manganu je rovno· 3 neboIn addition, it has been reported that at least a portion of the gas which has been contacted along the arrow F22 with the filter 7 and the extraction solution is fed along the arrow F23 to the bottom of the column 5. In this way, some manganese compounds can be reduced. 3 or
7. Tyto sloučeniny by znečistily výslednou kyselinu.7. These compounds would contaminate the resulting acid.
První provedení způsobu podle vynálezu je s výhodou možno provádět například takto:The first embodiment of the process according to the invention can advantageously be carried out, for example, as follows:
V kotil 1 se spaluje těžké palivo č. 2, které obsahuje 3.5 % síry.Boiler 1 burns heavy fuel # 2, which contains 3.5% sulfur.
Plyny a spaliny, které vycházejí z kotle 1 a jsou vedeny do výměníku 2 při teplotě 160 °C, obsahující 30% přebytek vzduchu a mají následující složení:The gases and flue gases exiting the boiler 1 are fed to the exchanger 2 at a temperature of 160 ° C containing 30% excess air and having the following composition:
Plyny vycházející z výměníku 2 mají průměrnou teplotu 80 °C.The gases leaving the exchanger 2 have an average temperature of 80 ° C.
V zásobníku 3 se plyny a spalné produkty mísí se vzduchem v množství 6000 m3/h.In tank 3, the gases and combustion products are mixed with air at a rate of 6000 m 3 / h.
Čištěný plyn vycházející podél šipky Fe z kolony 5 má složení, které je přibližně totožné se složením svrchu uvedeným, za předpokladu, že maximální hodnoty kysličníku siřičitého jsou 1 ppm, to znamená 0,01 m3 za hodinu.The purified gas coming along the Fe arrow from the column 5 has a composition which is approximately the same as the above, provided that the maximum values of sulfur dioxide are 1 ppm, that is 0.01 m 3 per hour.
Podíl plynu, který prochází podél šipky Fz? do filtru 7 představuje přibližně 10 % celkového množství plynů, které vstupuje do zásobníku 3.The proportion of gas passing along the arrow Fz? into the filter 7 represents approximately 10% of the total amount of gases entering the container 3.
Při kontinuálním provádění způsobu podle vynálezu se přivádí promývací roztok podél šipky Fs s následujícím složení a v následujícím množství:In the continuous operation of the process according to the invention, the washing solution is fed along the arrow Fs having the following composition and in the following amounts:
mangan nebo ekvi valentní množstvímanganese or equivalent amount
HzSOi celkové množství roztokuH 2 SO 2 total amount of solution
MnSCU 20 g/1 150 + 10 g/1 200 m3/hMnSCU 20 g / 1150 + 10 g / 1200 m 3 / h
Roztok z kolony 5 odváděný šipkou F7 má srovnatelné složení s roztokem svrchu uvedeným; odvádí se však pouze v množství 200 1/h.The solution from the column 5 drawn by the arrow F7 has a similar composition to that described above; however, it is only discharged at 200 l / h.
Kyselina sírová se získává v zásobníku 15 rychlostí 20,8 Ph při hustotě 1,73, a v koncentraci 80 % hmotnostních; tato kyselina obsahuje přibližně 6 g síranu manganatého v 1 litru.Sulfuric acid is obtained in cartridge 15 at a rate of 20.8 Ph at a density of 1.73, and at a concentration of 80% by weight; this acid contains approximately 6 g of manganese sulphate per liter.
Roztok, který se hromadí v zásobníku 14, se přivádí podél šipky F21 v množství 200 litrů za hodinu, to znamená, že se za hodinu. přivádí 3,875 kg síranu manganatého zpět do kolony 5.The solution that accumulates in the reservoir 14 is fed along the arrow F21 at a rate of 200 liters per hour, that is, per hour. feeds 3.875 kg of manganese sulphate back to column 5.
Různé části zařízení podle vynálezu mají být provedeny z materiálu, který odolává látkám, jež jsou zařízením vedeny; výhodným materiálem je polyvinylchlorid. Dále jsou uvedeny rozměry a další podrobnosti o jednotlivých částech zařízení:The various parts of the device according to the invention are to be made of a material which resists the substances guided by the device; a preferred material is polyvinyl chloride. The following are the dimensions and other details of each part of the device:
Kolona 5:Box 5:
výška 3 m, průměr 2,9 m; kolona je vyplněna do výšky 1 m Raschigovými kroužky.height 3 m, diameter 2.9 m; the column is filled to a height of 1 m with Raschig rings.
Čerpadlo 8:Pump 8:
příkon 200 m3/h při výtlačné výšce 4 m. Filtr 7:power input 200 m 3 / h at discharge head 4 m. Filter 7:
filtr pro kontinuální provádění postupu s automatickým promýváním filtrovaného materiálu.filter for continuously performing the process with automatic washing of the filtered material.
Odpařovač 9:Evaporator 9:
koncentrovaná kyselina sírová o koncentraci 60’% hmotnostních se hromadí při tlaku 4 kPa.concentrated sulfuric acid at a concentration of 60% by weight accumulates at 4 kPa.
Odpařovač 11:Evaporator 11:
koncentrovaná kyselina sírová o koncentraci 80 % hmotnostních se hromadí při tlaku 4 kPa.concentrated 80% by weight sulfuric acid accumulates at 4 kPa.
Filtr 13:Filter 13:
bubnového typu nebo složení z horizontálních sekcí.drum type or composition of horizontal sections.
Evakuační pumpa 17: . příkon 400 m3/h, 4 kPa.Evacuation pump 17:. power input 400 m 3 / h, 4 kPa.
Výměník 2:Exchanger 2:
dvoustupňového typu při teplotách 120 a °C; jako kapaliny je užito oleje.two-stage type at temperatures of 120 and ° C; oil is used as the liquid.
Ventilátor 4:Fan 4:
příkon 6000 m3/h při tlaku 500 Pa.power input 6000 m 3 / h at a pressure of 500 Pa.
Podle druhého provedení, které je znázorněno na obr. 2, se stejně jako v prvním provedení v kotli 1 spaluje těžké palivo č. 2. Horké spalné plyny s obsahem kysličníku siřičitého se vedou do výměníku tepla 2, jehož úloha již byla vysvětlena, a to podél šipky F1 a pak do zásobníku 3 podél šipky Fx. V zásobníku 3 se spalné plyny mísí se vzduchem, který se přivádí například z ventilátoru 4. Vzduch se přivádí šipkou F4 a směs vznikající v zásobníku. 3 se pak podél šipky F4 vede do kolony 5, na její vrchol se přivádí promývací roztok, jehož oběh je zajišťován čerpadlem 6 podél šipky F5. Kolona 5 je plněna například neznázorněnými Raschigovými kroužky, které zajišťují optimální styk mezi čištěným plynem a promývacím roztokem, načež se čištěný plyn vypouští do okolní atmosféry podél šipky Fe. Promývací roztok obsahuje zejména síran manganatý, kyselinu sírovou, která je výsledkem oxidace kysličníku siřičitého ve spalných plynech, jak bude dále uvedeno.According to the second embodiment shown in FIG. 2, as in the first embodiment, heavy fuel No. 2 is combusted in boiler 1. Hot combustion gases containing sulfur dioxide are fed to a heat exchanger 2, the role of which has already been explained, namely: along arrow F1 and then into stack 3 along arrow Fx. In the container 3, the combustion gases are mixed with the air which is supplied, for example, from the fan 4. The air is supplied by the arrow F4 and the mixture formed in the container. 3 is then fed to the column 5 along arrow F4, and a wash solution is fed to its top and circulated by the pump 6 along arrow F5. The column 5 is packed with, for example, Raschig rings (not shown) which ensure optimal contact between the scrubbed gas and the scrubbing solution, whereupon the scrubbed gas is discharged into the ambient atmosphere along the Fe arrow. In particular, the scrubbing solution comprises manganese sulphate, sulfuric acid, which is the result of oxidation of sulfur dioxide in the combustion gases, as discussed below.
Mimoto část promývacího roztoku, která odpovídá množství vytvořené kyseliny sírové, se odvádí kontinuálně ze spodku kolony 5 na první filtr 7 podél šipky F7, přičemž tento filtr má za úkol odstranit saze a popílek, které se pak odvádějí podél šipky Fe. Šipka Fs označuje směr, kterým je roztok převáděn do první vyrovnávací nádrže 8, která má za úkol udržování rovnoměrného průtoku, a pak se vede podél šipky Fie do prvního odpařovače 9. V tomto odpařovači se roztok poprvé zahustí a pak se vede podél šipky F11 do druhé vyrovnávací nádrže 10 a z ní podél šipky F12 do druhého odpařovače 11, kde dochází ke druhému zahuštění. Koncentrovaný roztok se pak vede podél šipky F13 do vyrovnávací nádrže 12 a z ní podél šipky F14 na druhý filtr 13, jehož úkolem je oddělit část síranu manganatého, který se pak vede do zásobníku 14 podél š!pky Fis, kdežto koncentrovaná kyselina sírová se vede podél šipky Fie do zásobníku 15.In addition, a portion of the wash solution corresponding to the amount of sulfuric acid formed is withdrawn continuously from the bottom of the column 5 to the first filter 7 along arrow F7, which filter is intended to remove soot and fly ash which is then removed along arrow Fe. The arrow Fs indicates the direction in which the solution is transferred to the first buffer tank 8, which is to maintain a uniform flow, and then passes along the arrow Fie to the first vaporizer 9. In this vaporizer, the solution is first concentrated and then along the arrow F11 to the second buffer tank 10 and therefrom along the arrow F12 to the second vaporizer 11 where the second thickening takes place. The concentrated solution is then passed along the arrow F13 to the buffer tank 12 and therefrom along the arrow F14 to a second filter 13, the purpose of which is to separate a portion of the manganese sulphate, which is then fed to the reservoir 14 along the flange . The concentrated sulfuric acid is fed along the arrow Fie to the reservoir 15.
Mimoto dvojité čáry F17 označují cirkulaci vyhřívací kapaliny, která přivádí potřebné teplo, které se získává ve výměníku 2 z plynů a spalin, a vede ss do prvního odpařovače 9 a druhého odpařovače 11, kde dochází ke koncentraci získané kyseliny sírové. Vodní pára, která vzniká v důsledku této koncentrace, se vede podél šipek Fie a F19 do kondenzačního zařízení 16 a pak v kapalné formě podél šipky F29 na druhý filtr 13, kde se dostává do styku s vysráženým síranem manganatým, který tímto způsobem přechází zpět do roztoku, a pak se vede do nádrže 14. Tento roztok se pak přivádí zpět podél šipky F21 do spodku promývací kolony 5. Je zřejmé, že kondenzační zařízení 16 a první a druhý odpařovač 9 a 11 se udržují pod sníženým tlakem evakuačním čerpadlem 17.In addition, the double lines F17 indicate the circulation of a heating liquid which supplies the necessary heat, which is obtained in the gas and flue gas exchanger 2 and leads to the first vaporizer 9 and the second vaporizer 11, where the sulfuric acid obtained is concentrated. The water vapor generated as a result of this concentration is passed along arrows Fie and F19 to the condenser 16 and then in liquid form along arrow F29 to the second filter 13 where it contacts the precipitated manganese sulfate, which in this way passes back to This solution is then fed back along the arrow F21 to the bottom of the wash column 5. It will be appreciated that the condensation device 16 and the first and second vaporizers 9 and 11 are kept under reduced pressure by the evacuation pump 17.
Kromě toho podél šipek F22 se část spalných plynů z výměníku 2 uvádí ve styk s roztokem na filtru 7 a pak se přivádí podél šipky F23 do spodku kolony 5 současně se směsí ze zásobníku 3. Podle neznázorněného provedení zařízení podle vynálezu je možné vést plyn z prvního filtru 7 přímo do zásobníku 3.Furthermore, along arrows F22, a portion of the combustion gases from the exchanger 2 is contacted with the solution on the filter 7 and is then fed along arrow F23 to the bottom of the column 5 together with the mixture from the reservoir 3. filter 7 directly into the container 3.
Kromě toho je možné vést vzduch z evakuačního čerpadla 17 podél šipky F24 do spodku kolony 5.In addition, it is possible to direct air from the evacuation pump 17 along arrow F24 to the bottom of the column 5.
Mimoto· při druhém provedení zařízení podle vynálezu je do zařízení zařazena komora 18, do níž se přivádí například 1/4 promývacího roztoku z kolony 5. Tato frakce zůstane v komoře 18 po určitou dobu, v důsledku toho dojde k obnově její účinnosti. Do nádoby se roztok přivádí čerpadlem podél šipky F25, zatímco druhé čerpadlo zajišťuje převádění roztoku po určité době zrání zpět do kolony 5 podél šipky F28.In addition, in a second embodiment of the device according to the invention, a chamber 18 is introduced into the device, to which, for example, 1/4 of the washing solution from column 5 is fed. This fraction remains in the chamber 18 for a certain period of time. The solution is fed to the vessel by a pump along arrow F25, while the second pump provides for transfer of the solution after a certain maturation period back to the column 5 along arrow F28.
Způsob podle druhého provedení tedy probíhá takto:The method according to the second embodiment thus proceeds as follows:
Do spodku kolony 5 se přivádí promývací roztok. Tento roztok se získává následujícím způsobem:A washing solution is fed to the bottom of the column. This solution is obtained as follows:
Hodinu se míchá směs následujícího složení:The mixture of the following composition is stirred for one hour:
hydratovaný kysličník manganičitý (MnOz.HžO) 10 g hydratovaný síran manganatý (MnSO4.HaOj 100 g kyselina sírová (H2SO4) 500 g voda do 1 litruhydrated manganese dioxide (MnOz.HžO) 10 g hydrated manganese sulphate (MnSO4.HaOj) 100 g sulfuric acid (H2SO4) 500 g water per liter
Směs se zfiltruje k oddělení kysličníku manganičitého. Po provedení tohoto postupu je množství oxidačního činidla ve filtrátu při měření optické hustoty 51 miliekvivalentů kyslíku v 1 litru. Je také možno užít směsi následujícího složení:The mixture was filtered to separate the manganese dioxide. Following this procedure, the amount of oxidizing agent in the filtrate when measured at an optical density of 51 milliequivalents of oxygen per liter. Mixtures of the following compositions may also be used:
MnOž . HsO 0,5 gMnOž. H 2 O 0.5 g
MnSO4. H2O 100 gMnSO 4 . H2O 100 g
H2SO4 500 gH2SO4 500 g
H2O do 1 litruH2O up to 1 liter
Směs se míchá 30 minut a pak se zfiltruje.The mixture was stirred for 30 minutes and then filtered.
Obsah oxidačního činidla je 9,2 miliekvivalentů kyslíku v 1 litru. Se stejným výsledkem je možno užít směsi následujícího složení:The oxidizing agent content is 9.2 milliequivalents of oxygen per liter. Mixtures of the following composition may be used with the same result:
Μηθ2. H2O 0,6 g .Μηθ2. H2O 0.6 g.
MnSCU. H2O 80 gMnSCU. H2O 80 g
H2SO4 200 gH2SO4 200 g
H2O do 1 litruH2O up to 1 liter
Směs se hodinu míchá a pak ss zfiltruje.The mixture was stirred for one hour and then filtered.
Obsah oxidačního činidla je 4,7 míliekvlvalentu kyslíku v 1 litru. .....The oxidizing agent content is 4.7 milli-oxygen valents per liter. .....
Je tedy zřejmé, že v některých případech není nutné oddělovat kysličník mangaňičiíý; v těchto případech se filtrace výněchá.Thus, it is clear that in some cases it is not necessary to separate manganese dioxide; in these cases, filtration is exhaled.
Znamená to, že poměr použitých látek se může pohybovat v následujícím rozmezí:This means that the ratio of substances used can be in the following range:
Mn02. HzO MnSOd. H2O H2SQ4Mn02. HzO MnSOd. H2O H2SQ4
H2O doH2O do
0,5 až 10 g 20 až 500 g 100 až 1000 g 1 litru0.5 to 10 g 20 to 500 g 100 to 1000 g 1 liter
Při použití kterékoli z uvedených, směsí je roztokem přiváděným do spodku kolony 5 filtrát, který se ředí vodou nebo roztokem kyseliny sírové tak, aby promývací roztok obsahoval následující množství uvedených sloučenin:When using any of the above mixtures, the solution fed to the bottom of the column 5 is a filtrate which is diluted with water or a sulfuric acid solution such that the wash solution contains the following amounts of said compounds:
MnSOé . H2O 10 až 20 g/1MnSOé. H2O 10 to 20 g / l
H2SO4 alespoňH2SO4 at least
100 g/1 a popřípadě malé množství kysličníku manganičitého v případě, ža nebyla provedena filtrace.100 g / l and optionally a small amount of manganese dioxide in the absence of filtration.
Uvedený roztok se uvádí v koloně 5 ve styk se směsí plynů složenou ze spalných plynů a ze vzduchu, směs se přivádí podél šipky F4 ze zásobníku 3. Kysličník siřičitý se v tomto roztoku rozpouští, čímž dochází ke vzniku komplexu [Mn3+ [SOojo]3 nebo ke vzniku podobného komplexu za přítomnosti kyslíku ze vzduchu, čímž vznikne alespoň jedno oxidační činidlo, jímž se oxiduje poměrně velmi rychle kysličník siřičitý, který je v roztoku přítomen ve volné formě, na kyselinu sírovou.Said solution is contacted in column 5 with a gas mixture composed of combustion gases and air, the mixture is fed along arrow F4 from reservoir 3. Sulfur dioxide dissolves in this solution, forming a complex [Mn 3+ [SOojo] 3 or to form a similar complex in the presence of oxygen from the air, thereby forming at least one oxidizing agent which oxidizes the sulfur dioxide, which is present in free form in solution, relatively rapidly to sulfuric acid.
Tím se obohacuje promývací roztok o kyselinu sírovou. Jakmile množství kyseliny sírové dosáhne předem stanovené hodnoty, odnímá se ze spodku kolony 5 takové množství roztoku, které odpovídá množství absorbovaného kysličníku siřičitého. Tím se dosáhne toho, že obsah kyseliny sírové v promývacím roztoku zůstává stálý.This enriches the wash solution with sulfuric acid. When the amount of sulfuric acid reaches a predetermined value, an amount of solution corresponding to the amount of sulfur dioxide absorbed is removed from the bottom of the column 5. As a result, the sulfuric acid content of the wash solution remains stable.
Roztok, získaný ze spodku kolony 5 se filtruje na prvním filtru 7 a pak se vede podél šipky F10 do prvního a druhého odparovače 9 a 11, čímž se získá v zásobníku 15 koncentrovaná kyselina sírová. Síran manganatý se hromadí v zásobníku 14 pro filtraci druhým filtrem 13, přičemž se podél šípky F20 přivádí voda, vznikající při zahušťování roztoku po kondenzaci v kondenzačním zařízení 16. Roztok se pak přivádí zpět do kolony 5 podél šipky F21. Je nutno zdůraznit, že koncentrace kyseliny sírové v promývacím roztoku a také koncentrace v roztoku, který přichází z prvního a druhého odpařovače 9 a 11, je taková, že teplo spalných plynů je dostatečné k tomu, aby bylo možno získat v zásobníku 15 kyselinu sírovou, jejíž kvalita odpovídá kvalitě běžně dodávané kyseliny sírové, aniž je nutno dodávat další teplo.The solution obtained from the bottom of column 5 is filtered on the first filter 7 and then passed along arrow F10 to the first and second evaporators 9 and 11 to obtain concentrated sulfuric acid in the container 15. The manganese sulphate accumulates in the filter container 14 through the second filter 13, while water, which is formed during the thickening of the solution after condensation in the condenser 16, is fed along the arrow F20. The solution is then fed back to the column 5 along the arrow F21. It should be emphasized that the concentration of sulfuric acid in the wash solution as well as the concentration in the solution coming from the first and second evaporators 9 and 11 is such that the heat of the combustion gases is sufficient to obtain sulfuric acid in the storage tank 15, the quality of which is similar to that of commercially available sulfuric acid, without the need for additional heat.
Mimoto bylo uvedeno, že alespoň část plynu, který byl uveden, podél šipky F22 do styku s prvním filtrem 7 a s exlrakčním roztokem, se přivádí podél šipky F23 do spodku kolony 5. Tímto, způsobem je možno dosáhnout redukce některých sloučenin manganu, v nichž mocenství manganu je rovno· 3In addition, it has been noted that at least a portion of the gas that has been introduced along arrow F22 in contact with the first filter 7 and with the extraction solution is fed along arrow F23 to the bottom of column 5. In this way, it is possible to reduce some manganese compounds in Manganese is equal to · 3
ΙΛ 1 ΤΡΙΟ BlOllííémny Ty znejistily výslednou kyselinu.ΙΛ 1 ΤΡΙΟ Blllliémém These have polluted the resulting acid.
Mimoto je možno uvést, že v některých případech rychlost oxidace kysličníku siřičitého promývacím roztokem je tak vysoká, že ze začátku je nutno velmi rychle přivádět spalné plyny na jednotku množství promývacího roztoku, v dalším průběhu však tato rychlost podstatně klesá, a to obvykle po· 30 až 60 minutách. Jak již bylo uvedeno, stačí v tomto případě odebírat část roztoku a nechat ji přibližně hodinu stát, načež je možno tuto část roztoku, vrátit zpět do postupu, čímž se dosáhne původní rychlosti oxidace.In addition, in some cases, the rate of oxidation of the sulfur dioxide with the scrubbing solution is so high that, initially, combustion gases per unit of scrubbing solution need to be introduced very rapidly, but in the course of this process this rate decreases substantially, usually after 30 minutes. up to 60 minutes. As already mentioned, it is sufficient to remove a portion of the solution and allow it to stand for about an hour, after which it can be returned to the process to achieve the original rate of oxidation.
Tento jev je patrně možno vysvětlit tak, že v průběhu stání promývací roztok určitým způsobem dozraje, takže opět vzniká dostatečné množství oxidačního činidla.This phenomenon may be explained by the maturing of the wash solution during standing, so that a sufficient amount of oxidizing agent is produced again.
Toto zrání zřejmě neznamená oxidaci, protože probubláváním vzduchu roztokem není možno tento pochod urychlit a oxidační schopnost roztoku se také v podstatě nemění. Je možné, že příčinou tohoto· jevu je přeměna svrchu uvedeného komplexu na jiný komplex, který je méně vhodný k oxida, ci siřičitanových iontů; po určité době zrání pak opět vzniká původní komplex. V průběhu této přeměny se spektrum roztoku ve viditelném světle v podstatě nemění, kdežto optická hustota se podstatně zvyšuje, takže bylo zjištěno, že oxidační účinnost katalytického roztoku vzhledem ke kysličníku siřičitému vzrůstá s optickou hustotou roztoku při 480 až 500 nm; v tomto případě také roztok má maximální absorpci ve viditelném světle.This maturation does not seem to mean oxidation, because by bubbling air through the solution it is not possible to accelerate this process and the oxidation capacity of the solution also does not substantially change. It is possible that the cause of this phenomenon is the conversion of the aforementioned complex into another complex which is less suitable for oxides or sulphite ions; after a certain period of maturation, the original complex is formed again. During this conversion, the visible spectrum of the solution does not substantially change, whereas the optical density increases substantially, so that it has been found that the oxidation efficiency of the catalyst solution relative to sulfur dioxide increases with the optical density of the solution at 480-500 nm; in this case, the solution also has maximum absorption in visible light.
Při sledování těchto jevů byly získány následující výsledky:The following results were obtained when following these phenomena:
Promývací roztok vyrobený svrchu uvedeným způsobem obsahuje po 10 hodinách 140 g kyseliny sírové a 20 miliekvivalentů kyslíku v 1 litru. Optická hustota tohoto roztoku je 0,200 při 500 nm.The wash solution produced as described above contains after 10 hours 140 g of sulfuric acid and 20 milliequivalents of oxygen per liter. The optical density of this solution is 0.200 at 500 nm.
Po 3 hodinách stání je optická hustota 0,375 a po 96 hodinách 0,958. Obsah oxidačních látek je stále 20 miliekvivalentů v 1 litru. Přesto při vzrůstu optické hustoty katalytického roztoku v průběhu stání se zlepšuje jeho schopnost čistit spalné plyny a tím se i stabilizuje způsob podle vynálezu, takže je možno zmenšit rozměry promývacích kolon a snížit množství přiváděného roztoku vzhledem k množství přiváděného kysličníku siřičitého.After 3 hours standing, the optical density is 0.375 and after 96 hours 0.958. The oxidant content is still 20 milliequivalents per liter. Nevertheless, as the optical density of the catalyst solution increases on standing, its ability to purify the combustion gases is improved, thereby stabilizing the process of the invention, so that the dimensions of the scrubbing columns can be reduced and the amount of feed solution reduced relative to the amount of sulfur dioxide supplied.
K zajištění tohoto účinku se ze spodku kolony 5 odvádí čtvrtina nebo polovina objemu promývacího roztoku a toto množství se pak vede podél šipky F25 do komory 18 Činností Čerpadla 19. V komoře 18 zůstává odebraná část roztoku alespoň 1 hodinu, například 1 až 3 hodiny. V průběhu této doby dochází ke zrání roztoku, který se pak přivádí zpět do kolony 5 působením čerpadla 2C podél šipky F23.To ensure this effect, a quarter or half of the volume of the wash solution is withdrawn from the bottom of the column 5 and this quantity is then passed along the arrow F25 to chamber 18 by the pump 19. The portion of the solution remains in chamber 18 for at least 1 hour, e.g. During this time, the solution matures, which is then fed back into the column 5 by the action of the pump 2C along the arrow F23.
Po 30 až 60 minutách se znovu odebere část roztoku a dál^ δβ !Ϊ6ΜΠ1 způsobem.After 30 to 60 minutes, remove part of the solution again and continue to ββ ! Ϊ6ΜΠ1 as follows.
Ke znázornění tohoto postupu uvádíme konkrétní příklad provedení:To illustrate this process, here is a specific example:
V kotli 1 se spaluje těžké palivo č. 2 s obsahem 3,5 % sfry. Plyny a spalné produkty z tohoto kotle se vedou, do výměníku 2 a mají teplotu 160 CC; tyto plyny obsahují 30% přebytek vzduchu a mají při přiváděném množství za jednotku času následující sležení.In the boiler 1 is burned heavy fuel no. 2 containing 3.5% of f ry. The gases and combustion products from this boiler are led to exchanger 2 and have a temperature of 160 ° C; these gases contain a 30% excess of air and have the following reduction at the feed rate per unit of time.
Plyny vycházející z výměníku 2 mají průměrnou teplotu 80 °C.The gases leaving the exchanger 2 have an average temperature of 80 ° C.
V zásobníku 3 se plyny a spalné produkty mísí se vzduchem v množství 6000 m3/h.In tank 3, the gases and combustion products are mixed with air at a rate of 6000 m 3 / h.
Čištěný plyn, vycházející podél šipky F6 z kolony 5, má složení, které je přibližně totožné se svrchu uvedeným složením, za předpokladu, že maximální hodnoty kysličníku siřičitého jsou 1 ppm, to znamená 0,01 m3 za hodinu.Purified gas coming along column F6 from column 5 has a composition that is approximately identical to the above composition, provided that the maximum values of sulfur dioxide are 1 ppm, that is 0.01 m 3 per hour.
Podíl plynu, který prochází podél šipky F22 z výměníku 2, představuje přibližně 10 % celkového množství plynů, které se vedou z výměníku 2 podél šipky F2 do zásobníku 3.The proportion of gas passing along the arrow F22 from the exchanger 2 represents approximately 10% of the total amount of gases that are led from the exchanger 2 along the arrow F2 to the reservoir 3.
Při kontinuálním provádění způsobu podle vynálezu se. přivádí promývací roztok podél šipky F5 s následujícím složením a v následujícím množství:In the continuous operation of the process according to the invention, the following: feeds the wash solution along arrow F5 with the following composition and amount:
mangan nebo ekvivalentní množstvímanganese or equivalent
MnSOi 20 g/lMnSO 3 20 g / l
H2SO.1 150 + 10 g/1 celkové množství roztoku 200 m3/hH2SO.1 150 + 10 g / l total solution volume 200 m 3 / h
Roztok z kolony 5, odváděný šipkou F7, má srovnatelné složení se svrchu uvedeným roztokem; odvádí se však pouze v množství 200 1/h.The solution from column 5, discharged by arrow F7, is of comparable composition to the above solution; however, it is only discharged at 200 l / h.
Kyselina sírová se získává v zásobníku 15 rychlostí 20,8 Vh při hustotě 1,73 a koncentraci 80 % hmotnostních; tato kyselina obsahuje přibližně 6 g síranu manganatého v 1 litru.Sulfuric acid is obtained in the reservoir 15 at a rate of 20.8 Vh at a density of 1.73 and a concentration of 80% by weight; this acid contains approximately 6 g of manganese sulphate per liter.
Roztok, který se hromadí v zásobníku 14 se přivádí podél šipky Fzt v množství 200 litrů za hodinu; to znamená, že se za hodinu přivádí 3,875 kg síranu manganatého zpět do kolony 5.The solution accumulated in the reservoir 14 is fed along the arrow Fzt at a rate of 200 liters per hour; that is, 3.875 kg of manganese sulfate are fed back to column 5 per hour.
Při provádění tohoto provedení se do kolony 5 uvádí 5000 1 roztoku svrchu uvedeného složení, připraveného svrchu uvedeným způsobem.In this embodiment, 5,000 l of a solution of the above composition, prepared as described above, is fed to column 5.
Při kontinuálním provádění tohoto způsobu se odvádí ze spodku kolony 5 každých 30 minut 2000 1 promývacího roztoku, toto množství se nechá stát 1 hodinu v komoře 18 a pak se přivádí zpět do kolony 5.In a continuous process, 2000 l of wash solution is removed from the bottom of column 5 every 30 minutes, this amount is allowed to stand for 1 hour in chamber 18 and then returned to column 5.
Různé části zařízení podle vynálezu mají být provedeny z materiálu, který odolává sloučeninám, jež jsou zařízením vedeny, výhodným materiálem je polyvinylchlorid. Dále jsou uvedeny rozměry a další podrobnosti o jednotlivých částech zařízení:The various parts of the device according to the invention are to be made of a material which resists the compounds guided by the device, the preferred material being polyvinyl chloride. The following are the dimensions and other details of each part of the device:
Kolona 5:Box 5:
výška 3m, průměr 2,9 m, kolona je vyplněna do výšky 1 m Raschigovými kroužky.height 3m, diameter 2.9 m, the column is filled to a height of 1 m with Raschig rings.
Čerpadlo 8:Pump 8:
příkon 200 m3/h při výtlačné výšce 4 m. Filtr 7:power input 200 m 3 / h at discharge head 4 m. Filter 7:
filtr pro kontinuální provádění postupu s automatickým promýváním filtrovaného materiálu.filter for continuously performing the process with automatic washing of the filtered material.
Odpařovač 9:Evaporator 9:
koncentrovaná kyselina o koncentraci % hmotnostních se hromadí při tlaku kPa.Concentrated acid at a concentration of% by weight accumulates at a pressure of kPa.
Odpařovač 11:Evaporator 11:
koncentrovaná kyselina sírová o koncentraci 80 % hmotnostních se hromadí při tlaku 4 kPa.concentrated 80% by weight sulfuric acid accumulates at 4 kPa.
Filtr 13:Filter 13:
bubnový typ nebo typ složený z horizontálních sekcí.drum type or type consisting of horizontal sections.
Evakuační čerpadlo 17: příkon 400 m3/h, 4 kPa.Evacuation pump 17: power input 400 m 3 / h, 4 kPa.
Výměník 2:Exchanger 2:
dvoustupňový typ, provozovaný při teplotách 120 a 80 °C; jako kapaliny je použito oleje.two-stage type, operating at temperatures of 120 and 80 ° C; oil is used as the liquid.
Ventilátor 4:Fan 4:
příkon 6000 m3/h při tlaku 500 Pa.power input 6000 m 3 / h at a pressure of 500 Pa.
Komora 18: kapacita 3000 1.Chamber 18: capacity 3000 l.
Podle třetího provedení způsobu podle vyΛβ nálezu, který je znázorněn na obr. 3, se v kotli 50 spotřebovává těžké palivo č. 2. Horké spalné plyny, které vycházejí z kotle a obsahují kysličník siřičitý, se vedou v první řadě do výměníku 51 tepla, jehož funkce bude dále popsána, podél šipky Fso a do kolony 52, v níž dochází k promývání těchto plynů, podél šipky Fsi. Toto promývání je předběžné a jde tedy o předběžnou kolonu 52, v níž se promývání provádí tak, že promývací kapalina cirkuluje pomocí čerpadla 53 podél šipky Fss. Promývací kolona 52 je vyplněna například Raschigovými kroužky, které zajišťují optimální styk mezi plynem a promývacím roztokem.According to a third embodiment of the method of the invention as shown in FIG. 3, the boiler 50 consumes heavy fuel # 2. The hot combustion gases exiting the boiler and containing sulfur dioxide are fed first to the heat exchanger 51, the function of which will be described further along arrow F50 and into the column 52 where these gases are purged along arrow Fsi. This washing is preliminary and is therefore a preliminary column 52 in which the washing is carried out by circulating the washing liquid by means of a pump 53 along the arrow Fss. The scrubbing column 52 is packed with, for example, Raschig rings to ensure optimal contact between the gas and the scrubbing solution.
Pak se plyn vede podél šipky F53 do zásobníku 54. V tomto zásobníku dochází k přimíšení vzduchu, který přichází například podél šipky F54 z ventilátoru 55. Výsledná směs se pak přivádí podél šipky F55 do· promývací kolony 58, na jejíž vrchol se přivádí promývací roztok, jehož oběh je zajištěn čerpadlem 57 podél šipky Fss. Kolona 56 je rovněž vyplněna neznázorněnými Raschigovými kroužky, které zajišťují optimální styk plynu s promývací kapalinou. Čištěný plyn pak vychází do okolního ovzduší podél šipky F57. Promývací roztok obsahuje síran manganatý a kyselinu sírovou, která vzniká oxidací kysličníku siřičitého ze spalných plynů, jak bude dále vysvětleno.The gas is then fed along the arrow F53 to the reservoir 54. In this reservoir, air is admixed, for example, along the arrow F54 from the fan 55. The resulting mixture is then fed along the arrow F55 to a wash column 58 at the top of which wash solution is fed. whose circulation is ensured by the pump 57 along the arrow Fss. The column 56 is also packed with Raschig rings (not shown) which ensure optimal contact of the gas with the scrubbing liquid. The gas to be cleaned then enters the ambient air along arrow F57. The wash solution comprises manganese sulfate and sulfuric acid, which is formed by oxidation of sulfur dioxide from the combustion gases, as will be explained below.
Mimoto se část roztoku, který slouží k promývání spalných plynů a který odpovídá množství kyseliny sírové, která se tvoří oxidací kysličníku siřičitého ze spalných plynů, kontinuálně odvádí ze spodku kolony 56 a vede se do kolony 52 pro předběžné promývání působením dávkovacího čerpadla 58 podél šipky F58.In addition, a portion of the combustion gas scrubbing solution corresponding to the amount of sulfuric acid formed by oxidation of sulfur dioxide from the combustion gas is continuously discharged from the bottom of column 56 and fed to the pre-wash column 52 by the metering pump 58 along arrow F58. .
Roztok, který opouští kolonu 52 pro předběžné promývání, se vede na filtr 59 podél šipky F59, na filtru se odstraní saze a popílek, které se pak hromadí a odvádějí podél šipky Feo. Šipka Fsi ukazuje, že se roztok pak přesune do vyrovnávací nádrže 60, jejímž úkolem je zajistit rovnoměrný přívod podél šipky F62 do odpařovače 61. V tomto odpařovač! dochází ke druhému zahuštění roztoku, prvé zahuštění roztoku bylo provedeno v koloně 52 pro předběžné promývání, pak se zahuštěný roztok vede podél šipky Fsí do vyrovnávací nádrže 62 a z ní podél šipky F64 na filtr 63, v němž se odstraňuje část síranu manganatého, který se pak převádí do zásobníku 64 podél šipky Fes, kdežto koncentrovaná kyselina sírová se vede do zásobníku 65 podél šipky Fee.The solution leaving the prewash column 52 is passed to the filter 59 along arrow F59, the soot and fly ash are removed from the filter, which are then accumulated and drained along the Feo arrow. The arrow Fsi indicates that the solution is then transferred to a buffer tank 60, the purpose of which is to ensure a uniform supply along the arrow F62 to the vaporizer 61. In this vaporizer! there is a second concentration of the solution, the first concentration of the solution was carried out in the prewash column 52, then the concentrated solution is passed along the arrow Fsi to the buffer tank 62 and therefrom along the arrow F64 to the filter 63 which removes part of the manganese sulphate it is fed to the reservoir 64 along the arrow Fes, whereas the concentrated sulfuric acid is fed to the reservoir 65 along the arrow Fee.
Dvojité čáry F67 znázorňují oběh kapaliny, která vede teplo z výměníku 51 do odpařovače 61, v němž dochází ke konečnému zahuštění kyseliny sírové. Vodní pára, která vzniká v důsledku tohoto zahuštění, se vede podél šipky F67a do kondenzačního zařízení 66 a pak se vede podél šipky F6# zpět na filtr 63, kde se dostává do styku se síranem manganatým, který se tímto· způsobem opět uvádí do roztoku a pak se vede do zá198149 sobníku 84 podél šipky Fss. Vzniklý roztok se pak přivádí podél šipky Fse do spodku promývací kolony 56. Kondenzační zařízení 88 a odpařovač 61 se udržují pod sníženým tlakem pomocí evakuačního čerpadla 67.The double lines F67 illustrate the circulation of the liquid that conducts heat from the exchanger 51 to the evaporator 61, in which the sulfuric acid is finally thickened. The water vapor produced as a result of this concentration is passed along arrow F67 and to the condenser 66 and then passed along arrow F6 # back to the filter 63 where it comes into contact with manganese sulphate, which in this way is brought back into solution and then fed to the shelf 84 along the arrow Fss. The resulting solution is then fed along the arrow Fse to the bottom of the wash column 56. The condenser 88 and the vaporizer 61 are kept under reduced pressure by means of an evacuation pump 67.
Šipka F?o naznačuje, že vzduch z evakuačního čerpadla 67 se přivádí do spodku promývací kolony 53.The arrow F10 indicates that air from the evacuation pump 67 is fed to the bottom of the wash column 53.
Způsob, při němž se užívá zařízení podle třetího provedení, je tedy možno vysvětlit takto:The method of using the apparatus of the third embodiment can thus be explained as follows:
Do spodku kolony 58 se přivádí roztok síranu manganatého, s výhodou s přídavkem malého množství kysličníku manganičltého, což usnadňuje průběh reakce.A manganese sulphate solution, preferably with the addition of a small amount of manganese dioxide, is fed to the bottom of the column 58 to facilitate the reaction.
Tento roztok se s výhodou připravuje svrchu uvedeným způsobem.This solution is preferably prepared as described above.
Uvedený roztok se v koloně 56 uvádí do styku podél šipky Fss s plynem, z něhož již byly odstraněny saze a popílek v koloně 32 pro předběžné promývání a který již byl smíšen ss vzduchem v zásobníku 54, z něhož byl pak odveden podél šipek Fss. Kysličník siřičitý ze spalných plynů se v promývacím roztoku rozpouští a vytváří komplex [Mn3 + (SOs]3]3- nebo podobný komplex, z něhož vzniká za přítomnosti kyslíku ze vzduchu alespoň jedno silné oxidační činidlo, které rychle oxiduje kysličník siřičitý, který je v roztoku ve formě volná, ionizované nebo ve formě sloučenin na kyselinu. sírovou.The solution in column 56 is contacted along the arrow Fss with the gas from which the soot and fly ash in the prewash column 32 has been removed and which has already been mixed with air in the reservoir 54 from which it is then discharged along the arrows Fss. Sulfur dioxide from combustion gases in the wash solution dissolves and forms the complex [Mn 3+ (SO] 3] 3 - or a similar complex, from which is produced in the presence of oxygen from air at least one strong oxidizer that rapidly oxidizes sulfur dioxide which is in solution in free, ionized or compound form to sulfuric acid.
Tímto- způsobem se zvyšuje koncentrace kyseliny v promývací kapalině.In this way, the acid concentration in the wash liquid is increased.
Jakmile tato koncentrace dosáhne předem stanovené hodnoty, odebírá se ze spodku kolony 5S takové množství promývacího roztoku, které odpovídá množství absorbovaného kysličníku siřičitého. V důsledku toho zůstává koncentrace kyseliny sírové v promývací kapalině konstantní.When this concentration reaches a predetermined value, a quantity of washing solution is taken from the bottom of the column 5S corresponding to the amount of sulfur dioxide absorbed. As a result, the concentration of sulfuric acid in the wash liquid remains constant.
Odebraný roztok se vede do kolony 52 pro předběžné promývání podél šipky Fss a slouží na jedné straně k odstranění sazí a popílku v plynu, který je přiváděn podél šipky Fsi, na druhé straně dochází k prvnímu zahuštění tohoto roztoku, takže obsah kyseliny sírové stoupne přibližně na 40 % hmotnostních.The withdrawn solution is fed to the pre-wash column 52 along the arrow Fss and serves, on the one hand, to remove the soot and fly ash in the gas that is fed along the arrow Fsi, on the other hand the first concentration of the solution so that the sulfuric acid content 40% by weight.
Vodní pára, která vzniká v důsledku tohoto zahuštění, se vede do promývací kolony 56.The water vapor produced as a result of this concentration is passed to the wash column 56.
Mimoto v koloně 52 pro předběžné promývání dochází působením kysličníku siřičitého k redukci některých sloučenin manganu, v nichž mangan měl vyšší mccenství než 2, například 3 nebo 7. Tyto sloučeniny by v některých případech mohly rušit průběh reakce nebo způsobit znečistění výsledné kyseliny.In addition, in the pretreatment column 52, sulfur dioxide reduces some of the manganese compounds in which the manganese has a higher than 2, for example 3 or 7, these compounds could in some cases interfere with the reaction or cause contamination of the resulting acid.
Roztok, odváděný z kolony 52 pro předběžné promývání svrchu uvedeným způsobem, se vede podél šipky F59 na liltr 59, kde se zbavuje sazí a popílku a pak se znovu zahustí v odpařovači 61, takže v zásobníku 85 vzniká kyselina sírová 0 Koncentraci přibližně 80 % hmotnostních. Síran manganatý, který ss hromadí v zásobníku 84 po filtraci filtrem 63, se vede podél šipky Fe9 do spodku kolony 56. Tento roztok byl získán podél šipky Ρβδ z kolony 52 pro předběžné promývání po kondenzaci v kondenzačním zařízení 66, jak bylo svrchu uvedeno. Tímto způsobem vzniká kyselina sírová pouze působením tepla, které bylo přivedeno spalnými plyny. Tímto způsobem se tedy získá kyselina sírová obdobné kvality, jako je bežhě dodávaná kyselina sírová, aniž je nutno dodávat další teplo.The solution removed from the pre-wash column 52 as described above is passed along arrow F59 to a filter 59 where it is stripped of soot and ash and then re-concentrated in the evaporator 61 so that sulfuric acid is formed in the reservoir 85. . The manganese sulphate, which accumulates in the reservoir 84 after filtering through filter 63, is fed along arrow Fe9 to the bottom of column 56. This solution was obtained along arrow ββ from column 52 for prewashing after condensation in condenser 66 as described above. In this way, sulfuric acid is produced only by the action of heat supplied by the combustion gases. In this way, sulfuric acid of a similar quality to that of commercially available sulfuric acid is thus obtained, without the need for additional heat.
Dále bude uveden konkrétní příklad třetího provedení způsobu podle vynálezu.Hereinafter, a specific example of a third embodiment of the method according to the invention will be given.
V kotli 58 se spotřebovává těžké palivo č. 2, které obsahuje 3,5 % síry.Boiler 58 consumes heavy fuel # 2, which contains 3.5% sulfur.
Plyny a spalné produkty, které vznikají v kotli 50, se vedou do výměníku 51 při teplotě 160 °C, v tomto výměníku se mísí sThe gases and combustion products produced in the boiler 50 are fed to the exchanger 51 at a temperature of 160 ° C, in which it is mixed with
Plyny, které vycházejí z výměníku 51, mají průměrnou teplotu 100 °C a jsou vedeny do kolony 52 pro předběžné promývání, odkud vycházejí s teplotou přibližně 60 °C.The gases leaving the exchanger 51 have an average temperature of 100 ° C and are fed to the prewash column 52 from where they exit at a temperature of about 60 ° C.
V zásobníku 54 se mísí spalné plyny ss vzduchem v celkovém množství 6000 m3/h.In the container 54 the combustion gases are mixed with air in a total amount of 6000 m 3 / h.
Čištěné plyny, které se odvádějí z kolony 56 podél šipky F57, mají podobný celkový přívod a obsah přibližně 1 ppm kysličníku siřičitého, to znamená 0,01 m3 za hodinu.The purified gases that are discharged from the column 56 along arrow F57 have a similar total feed and a content of approximately 1 ppm sulfur dioxide, i.e. 0.01 m 3 per hour.
Při kontinuálním provádění má promývací roztok přiváděný podél šipky Fss následující složení:In continuous operation, the wash solution fed along the arrow Fss has the following composition:
mangan nebo ekvivalentní množství MnSOt 20 g/1manganese or an equivalent amount of MnSOt of 20 g / l
H2SO4 150 + 10 g/1 celkový přívod 200 až 400 m3/hH2SO4 150 + 10 g / l total supply 200 to 400 m 3 / h
Roztok, který se přivádí kontinuálně zpět do kolony 52 pro předběžné promývání podél šipky F52 a zajišťuje styk mezi spalnými produkty a promývacím roztokem, má následující složení:The solution, which is fed back continuously to the prewash column 52 along the arrow F52 and provides contact between the combustion products and the wash solution, has the following composition:
mangan nebo ekvivalentní množství MnSCU 60 g/1manganese or an equivalent amount of MnSCU of 60 g / l
H2SO4 500 g/1 celkový přívod 100 m3/hH2SO4 500 g / l total feed 100 m 3 / h
Roztok, který se vede z kolony 52 pro předběžné promývání do odpařovače 61, má totéž složení, jeho celkový přívod je však pouze 65 1/h.The solution, which is passed from the pre-wash column 52 to the vaporizer 61, has the same composition, but its total feed is only 65 l / h.
Kyselina sírová se získává v zásobníku 85 v množství 20,8 1 a má hustotu 1,73 a koncentraci přibližně 80 % hmotnostních; tato kyselina obsahuje asi 6 g síranu manganatého na litr.Sulfuric acid is recovered in cartridge 85 in an amount of 20.8 L and has a density of 1.73 and a concentration of about 80% by weight; this acid contains about 6 g of manganese sulphate per liter.
Roztok síranu manganatébo v zásobníku 64, který se hromadí v celkovém množství 200 1/h, obsahuje za tutéž dobu přibližně 3,875 kg síranu manganatébo a vede se podél šipky F69 do spodku kolony 56.The manganese sulphate solution in reservoir 64, which accumulates at a total amount of 200 l / h, contains approximately 3.875 kg of manganese sulphate over the same period of time and passes along arrow F69 to the bottom of column 56.
Různé části zařízení podle vynálezu mají být vyrobeny z materiálů, které odolávají působení sloučenin, jež jsou tímto, zařízením vedeny; výhodným materiálem je polyvinylchlorid. Různé části zařízení mají následující velikost:The various parts of the device according to the invention are to be made of materials which resist the action of the compounds guided by the device; a preferred material is polyvinyl chloride. The different parts of the device have the following size:
Kolona 52:Box 52:
výška 3 m; průměr 2 m; kolona je vyplněna do' výšky 0,75 m Raschigovými kroužky.height 3 m; diameter 2 m; the column is filled to a height of 0.75 m with Raschig rings.
Kolona 56:Box 56:
výška 3 m; průměr 2,9 m; kolona je vyplněna do výšky 1 m Raschigovými kroužky.height 3 m; diameter 2.9 m; the column is filled to a height of 1 m with Raschig rings.
Čerpadlo 57:Pump 57:
příkon 200 až 400 m3/h při výtlačné výšcepower input 200 to 400 m 3 / h at discharge head
m.m.
Čerpadlo 53:Pump 53:
příkon 100 m3/h při výtlačné výšce 4 m.power input 100 m 3 / h at a discharge height of 4 m.
Filtr 59:Filter 59:
filtr pro kontinuální promývání automatickým způsobem.filter for continuous automatic washing.
Odpařovač 61:Evaporator 61:
odpařovač pro koncentraci kyseliny sírové na 80 % hmotnostních při tlaku 4 kPa.Evaporator for sulfuric acid at 80% by weight at 4 kPa.
Filtr 63:Filter 63:
bubnový typ nebo typ složený z horizontálních sekcí.drum type or type consisting of horizontal sections.
Evakuační čerpadlo 67:Evacuation pump 67:
příkon 100 m3/h při tlaku 4 kPa.power input 100 m 3 / h at 4 kPa.
Výměník 51:Exchanger 51:
jednostupňový výměník, provozovaný při teplotách 160 a 110 °C; jako kapaliny je použito oleje.single stage heat exchanger, operating at temperatures of 160 and 110 ° C; oil is used as the liquid.
Ventilátor 55:Fan 55:
příkon 6000 m3/h při tlaku 500 Pa.power input 6000 m 3 / h at a pressure of 500 Pa.
V koloně 52 pro předběžné promývání dochází kromě odstranění sazí a popílku ještě k prvnímu zahuštění kyseliny sírové, a to na 40hmotnostních. Tímto způsobem se umožňuje užít pouze jednoho odpařovače 61 a mimoto užít pouze jednostupňového výměníku 51, jehož výměna tepla probíhá daleko výhodněji než v případě, kdy není zařazena kolona pro předběžné promývání.In the prewash column, in addition to the removal of soot and fly ash, the first concentration of sulfuric acid to 40 wt. In this way, it is possible to use only one evaporator 61 and, moreover, to use only a one-stage exchanger 51, whose heat exchange is much more advantageous than in the absence of a pre-wash column.
Jak již bylo uvedeno, reakce se může zpomatovat nebo i zastavit v případě, že přívod kysličníku siřičitého překročí kritickou hodnotu, která závisí na provozních podmínkách. Oxidační činidla jsou v tomto případě redukována tak, že veškerá sloučeniny manganu mají mocenství manganu rovné 2.As already mentioned, the reaction can be solved or even stopped if the sulfur dioxide supply exceeds a critical value which depends on the operating conditions. In this case, the oxidizing agents are reduced so that all manganese compounds have a manganese valency of 2.
Toto zjištění podporuje domněnku, že na jedné straně kysličník siřičitý vyvolává tvorbu oxidačních činidel a na druhé straně tato činidla v průběhu reakce redukuje. Jde patrně o to, že v případě příliš vysoké koncentrace kysličníku siřičitého dochází pouzek úplné redukci oxidačních činidel, a tedy k zastavení celé reakce v promývacl koloně.This finding supports the idea that, on the one hand, sulfur dioxide induces the formation of oxidizing agents and, on the other hand, it reduces these agents during the reaction. It is believed that if the sulfur dioxide concentration is too high, only the oxidation reagents are completely reduced and the reaction is stopped in the wash column.
Podle vynálezu je celkové množství -přiváděného kysličníku s’řičitého a tím i celkové množství přiváděných spalných plynů funkcí celé řady parametrů. Přívod kysličníku siřičitého má probíhat v určitém poměru ke koncentraci kyslíku, a to zejména ve směsi plynů, které jsou přiváděny do kolony 5 na obr. 2 a 1 nebo do kolony 56 na obr. 3.According to the invention, the total amount of sulfur dioxide supplied and thus the total amount of combustion gases supplied is a function of a number of parameters. Sulfur dioxide should be fed in proportion to the oxygen concentration, especially in the gas mixture that is fed to column 5 of Figures 2 and 1 or to column 56 of Figure 3.
Celkové přiváděné množství kysličníku siřičitého musí být uváděno v soulad také 3 objemem zadržení v promývacl kaloně 5 nebo 56.The total amount of sulfur dioxide supplied must also be reconciled with the 3 retention volume in the washing pan 5 or 56.
Je známo, že se objem zadržení definuje jako to množství kapaliny, které je v každém okamžiku v zařízení, jež je zařazeno do kontinuálního způsobu.It is known that the containment volume is defined as that amount of liquid that is present at any time in a device that is included in a continuous process.
Objem zadržení tedy závisí zejména na celkovém přívodu kapaliny.The volume of retention therefore depends mainly on the total liquid supply.
V případě kolony 5 nebo· 53 závisí objem zadržení na přívodu, promývacího roztoku a také na náplni kolony. Zejména v případě, že náplň je tvořena Raschigovými kroužky, je objem zadržení závislý na celkovém povrchu Raschigových kroužků.In the case of column 5 or · 53, the containment volume depends on the inlet, wash solution and also on the column load. Especially when the fill is formed by Raschig rings, the containment volume is dependent on the total surface of the Raschig rings.
Z tohoto důvodu je možné předpokládat, že celkový přívod kysličníku siřičitého bude tím vyšší, čím vyšší bude objem zadržení a koncentrace kyslíku ve směsi plynů.For this reason, it can be assumed that the total sulfur dioxide supply will be higher the higher the containment volume and the oxygen concentration in the gas mixture.
Rovněž tlakové ztráty se zvyšují v závislosti na objemu zadržení a celkovém přívodu plynu.Also, pressure losses increase depending on the containment volume and the total gas supply.
Je proto důležité zjistit celkovou tlakovou ztrátu při kontinuálním provádění způsobu podle vynálezu a dosáhnout optimálního poměru základních parametrů způsobu podle vynálezu tak, aby čištěné plyny, které vycházejí z kolony 5 nebo 56 podél šipek Fe nebo F57, nikdy neobsahovaly více než 20 ppm kysličníku siřičitého a aby tato hodnota pokud možno byla v blízkosti 1 ppm.It is therefore important to determine the total pressure drop during the continuous operation of the process of the invention and to achieve an optimum ratio of the basic parameters of the process of the invention so that the purified gases leaving column 5 or 56 along the arrows Fe or F57 never contain more than 20 ppm sulfur dioxide; so that this value is preferably near 1 ppm.
V příkladech provedení, které budou dále popsány, je uváděna celková tlaková ztráta rovná 60 mm vodního sloupce, což odpovídá hodnotě, která se u kotle běžně připouští, a tato hodnota je také užita ke stanovení optimálních podmínek, při nichž čištěný plyn neobsahuje více než 20 ppm kysličníku siřičitého.In the examples described below, a total pressure drop equal to 60 mm water column is reported, which corresponds to the value normally accepted for a boiler, and this value is also used to determine optimal conditions in which the gas to be cleaned contains no more than 20%. ppm of sulfur dioxide.
Ve všech případech se užívá kotle, v němž se spaluje těžké palivo č. 2 s obsahem 3,5 procent síry.In all cases, a boiler is used which burns heavy fuel No. 2 containing 3.5 percent sulfur.
Za těchto podmínek platí následující vztah:Under these conditions, the following relationship applies:
D = 0,03 (O2)2. objem zadržení -j- A, ve kterémD = 0.03 (O2) 2 . containment volume -j- A in which
D znamená přívod kysličníku siřičitého v litrech za hodinu na m2 průřezu promývací kolony 5 nebo 53.D is the sulfur dioxide intake in liters per hour per m 2 of the cross-section of the washing column 5 or 53.
(Oz) znamená koncentraci kyslíku ve směsi plynů v procentech při vstupu do kolony 5 nebo 58; tato koncentrace je v rozmezí 10 až 21 % objemových kyslíku;(O 2) means the percentage of oxygen in the gas mixture as a percentage of column 5 or 58; this concentration is in the range of 10 to 21% by volume of oxygen;
objem zadržení se udává v litrech roztoku na m2 průřezu kolony;the volume of retention is given in liters of solution per m 2 of the cross-section of the column;
A je konstanta, která odpovídá přívodu kysličníku siřičitého, který se přímo oxiduje bez tvorby koordinačního komplexu.A is a constant that corresponds to a sulfur dioxide feed that is directly oxidized without forming a coordination complex.
Pro kolony vyplněné Raschigovými kroužky je hodnota A ve všech případech rovna 550.For columns filled with Raschig rings, the value of A in all cases is 550.
Ze vztahů, které byly pokusně zjištěny, je možno doporučit způsob optimálního poměru parametrů pří provádění způsobu podle vynálezu takto:From the experimentally established relationships, it is possible to recommend a method of optimum ratio of parameters in carrying out the method according to the invention as follows:
aj především se uloží na místo náplň kolony podle tvaru a specifického povrchu, například se užije Raschigových kroužků uvedených rozměrů;first and foremost, the packing of the column is put in place according to the shape and specific surface area, for example using Raschig rings of the indicated dimensions;
b) stanoví se pro různou výšku náplně a pro jednotlivé průřezy kolony přívod plynu a přívod roztoku tak, aby tlaková ztráta byla rovna 60 mm vodního sloupce;(b) the gas supply and solution supply shall be determined for different packing heights and column cross sections so that the pressure drop is equal to 60 mm water column;
c) stanoví se hodnoty objemu zadržení za uvedených podmínek na jednotku průřezu jako funkce přívodu roztoku vzhledem k výšce náplně;(c) the values of containment volume per specified cross-sectional unit are determined as a function of solution supply relative to the filling height;
d) pro- každou stanovenou hodnotu, objemu zadržení se vypočítá koncentrace kyslíku a v závislosti na tom i koncentrace a přívod kysličníku siřičitého, který může být oxidován za uvedených podmínek účinným způsobem; ke stanovení se použije výše uvedené rovnice;(d) the oxygen concentration and, as a result, the concentration and supply of sulfur dioxide, which can be oxidized efficiently under those conditions, shall be calculated for each value determined, the containment volume; the above equation shall be used for the determination;
e) podle této rovnice je maximální přívod kysličníku siřičitého tím větší, čím vyšší je objem zadržení a koncentrace kyslíku; je však samozřejmé, že současně s tím dochází také ke zvyšování tlakové ztráty; stanoví se tedy pro každou hodnotu objemu zadržení při dané výšce náplně přívod plynu, při němž dochází k tlakové ztrátě 600 Pa; při tomto přívodu plynu je pak možno zjistit žádoucí přívod kysličníku siřičitého a optimální koncentraci kyslíku;(e) in accordance with this equation, the maximum supply of sulfur dioxide is greater the retention volume and the oxygen concentration; it goes without saying that, at the same time, there is also an increase in pressure drop; a gas supply at a pressure drop of 600 Pa shall therefore be determined for each value of the containment volume at a given filling height; in this gas supply, the desired sulfur dioxide supply and optimum oxygen concentration can then be determined;
f) z takto· získaných hodnot se získají možné maximální přívody kysličníku siřičitého pro různé hodnoty jednotlivých parametrů, jako je výška náplně, koncentrace kyslíku ve směsi plynů, přívod promývací kapaliny, tak, aby za všech podmínek tlaková ztráta vsázky byla rovna 600 Pa; z hodnot, naměřených podle bodu e) se volí ty hodnoty, pro něž. je přívod kysličníku siřičitého· nejvyšší. Tomuto přívodu pak odpovídají ostatní parametry, jako výška náplně, koncentrace kyslíku a přívod roztoku.(f) from the values thus obtained, the maximum possible sulfur dioxide inlets are obtained for various values of the various parameters, such as filling height, oxygen concentration in the gas mixture, washing liquid supply, so that the pressure drop across the charge is equal to 600 Pa; the values measured under (e) shall be those for which:. the sulfur dioxide supply is the highest. Other parameters, such as filling height, oxygen concentration and solution supply, correspond to this supply.
g) Hodnoty, které jsou definovány v bodě f), je nutno vztáhnout na jednotku průřezu rovnou 1 mz. Tím se usnadní propočítání celého zařízení pro funkci za optimálních podmínek. V případě, že se zařadí například kotel s maximálním přívodem kysličníku siřičitého, jak je možno propočítat z hodinové maximální spotřeby paliva v kotli a z maximálního obsahu síry v palivu, je možno propočítat parametry zařízení pro čistění tohoto plynu následujícím způsobem:(g) The values defined in point (f) shall be related to a unit of cross-section equal to 1 m z . This makes it easier to calculate the entire device for operation under optimal conditions. If, for example, a boiler with a maximum sulfur dioxide supply is included, as calculated from the maximum hourly fuel consumption of the boiler and the maximum sulfur content of the fuel, the parameters of the gas purification plant can be calculated as follows:
výška náplně se definuje podle bodu f, koncentrace kyslíku v plynu se vypočítá podle bodu f, průřez kolony — luh . maximální přívod SO2 z kotle maximální přívod SÓ2 podle bodu f] přívod roztoku — přívod podle bodu f) .the filling height is defined according to f, the oxygen concentration in the gas is calculated according to f, the cross-section of the column - luh. maximum SO2 inlet from boiler maximum SO2 inlet according to f) solution inlet - inlet according to f).
. průřez kolony;. cross-section of column;
h) parametry definované v bodě f) jsou funkcí vlastností náplně, jako je specifický povrch, snížení tlaku a podobně; v případě Raschigových kroužků je možno uvést, že čím větší je specifický povrch, tím nižší může být objem a výška kolony a tím větší je průřez kolony; volba náplně se provádí v závislosti na místních podmínkách, například na výšce a možné velikosti povrchu a závisí také na ekonomických podmínkách, jako je cena použitých materiálů,(h) the parameters defined in (f) are a function of the packing characteristics such as specific surface area, pressure reduction and the like; in the case of Raschig rings, the larger the specific surface area, the lower the volume and height of the column and the larger the cross-section of the column; the choice of filling is made according to local conditions, such as height and possible surface area, and also depends on economic conditions such as the cost of the materials used,
Vynález bude blíže osvětlen následujícími příklady.The following examples illustrate the invention.
Příklad 1Example 1
Použije se Raschigových kroužků o průměru 15 mm a výšce 15 mm.Raschig rings of 15 mm diameter and 15 mm height are used.
Specifický povrch těchto kroužků je 292 m2/m3.The specific surface area of these rings is 292 m 2 / m 3 .
To znamená, že za optimálních podmínek je možné dosáhnout následujících parametrů:This means that under optimal conditions the following parameters can be achieved:
24 přívod kysličníku siřičitého je 1080 1/h/m2 průřezu;24 the sulfur dioxide supply is 1080 l / h / m 2 of cross-section;
celkový přívod plynů, přiváděných do kolony, je 1300 m3/hhn2;the total supply of gases fed to the column is 1300 m 3 / hhn 2 ;
koncentrace kyslíku v těchto plynech je 13 objemových procent; výška náplně je 1 m;the oxygen concentration in these gases is 13% by volume; filling height is 1 m;
celkový přívod promývacího roztoku je 40 m3/h/m2.the total supply of washing solution is 40 m 3 / h / m 2.
To znamená, že v zařízení, v němž se spotřebuje za hodinu 300 kg těžkého paliva č. 2 s obsahem 3,5 % kysličníku siřičitého, má promývací kolona následující charakteristiky:This means that in a plant that consumes 300 kg of heavy fuel # 2 containing 3.5% sulfur dioxide per hour, the wash column has the following characteristics:
průřez = 7 m2;cross-section = 7 m 2 ;
výška náplně — 1 m;filling height - 1 m;
průměr = 3 m;diameter = 3 m;
objem — 7 m3;volume - 7 m 3 ;
přívod roztoku = 280 m3/h.feed rate = 280 m 3 / h.
P ř i k 1 a d 2Example 1 and d 2
Použije se Raschigových kroužků o průměru 25 mm a výšce 25 mm. Specifický povrch těchto kroužků je 195 m2/m3. Za optimálních podmínek je možno dosáhnout následujících parametrů v promývací koloně:Raschig rings of 25 mm diameter and 25 mm height are used. The specific surface area of these rings is 195 m 2 / m 3 . Under optimal conditions, the following parameters can be achieved in the wash column:
přívod kysličníku siřičitého je 1115 1/h/m2 průřezu;the sulfur dioxide supply is 1115 l / h / m 2 of cross-section;
celkový přívod plynů, přiváděných do kolony, je 1560 m3/h/m2 průřezu;the total supply of gases fed to the column is 1560 m 3 / h / m 2 of cross-section;
koncentrace kyslíku v uvedené směsi plynů je 13,6 obj. %;the oxygen concentration in said gas mixture is 13.6% by volume;
výška náplně je 1,4 m;filling height 1.4 m;
celkový přívod promývacího roztoku je 50 m3/h/m2 průřezu.the total supply of washing solution is 50 m 3 / h / m 2 of cross-section.
To znamená, že při spotřebě těžkého paliva č. 2 s obsahem 3,5 % síry v množství 300 kg/h má promývací kolona následující rozměry:This means that with a No. 2 heavy fuel consumption of 3.5 kg of sulfur at 300 kg / h, the wash column has the following dimensions:
průřez = 6,7 m2;cross-section = 6.7 m 2 ;
průměr = 2,9 m;diameter = 2.9 m;
výška náplně = 1,4 m;filling height = 1.4 m;
objem = 9,4 m3;volume = 9,4 m 3 ;
přívod roztoku = 335 m3/h.feed rate = 335 m 3 / h.
Příklad 3Example 3
Použije se Raschigových kroužků o průměru 50 mm a výšce 50 mm. Specifický povrch těchto kroužků je 98 m2/m3. Za optimálních podmínek je možno dosáhnout následujících parametrů zařízeni podle vynálezu:Raschig rings of 50 mm diameter and 50 mm height are used. The specific surface area of these rings is 98 m 2 / m 3 . Under optimal conditions, the following parameters of the device according to the invention can be achieved:
přívod kysličníku siřičitého je 1290 1/h/m2 průřezu;the sulfur dioxide supply is 1290 l / h / m 2 of cross-section;
celkový přívod plynů, které jsou přiváděny do promývací kolony, je 1835 m3/h/m2 průřezu;the total supply of gases fed to the scrubbing column is 1835 m 3 / h / m 2 of cross-section;
koncentrace kyslíku v přiváděných plynech je 14 obj.the oxygen concentration in the feed gases is 14 vol.
výška náplně je 2,5 m;filling height is 2.5 m;
celkový přívod promývacího roztoku je 65 m3/h/m2 průřezu.total supply of washing solution is 65 m 3 / h / m 2 of cross-section.
To znamená, že při použití kotle, v němž se spotřebuje za hodinu 300 kg paliva č. 2 s obsahem 3,5 % síry, je možno dosáhnout v zařízení podle vynálezu těchto rozměrů kolony:This means that when using a boiler in which 300 kg of fuel No. 2 containing 3.5% of sulfur is consumed per hour, the following column dimensions can be achieved in the plant according to the invention:
<1<1
P ř i k 1 a d 4Example 1 a d 4
Neužije se Raschigových kroužků ani žádné jiné náplně, ale promývací kapalina se disperguje v protiproudu vzhledem k proudu plynu, v promývací koloně. Podmínky při dispergování odpovídající teoretickému specifickému, povrchu náplně 66 m2/m3. Za těchto podmínek je možno dosáhnout při provádění způsobu podle vynálezu následujících parametrů:No Raschig rings or other packings are used, but the scrubbing liquid is dispersed in countercurrent to the gas stream in the scrubbing column. Dispersing conditions corresponding to a theoretical specific surface area of 66 m 2 / m 3 . Under these conditions, the following parameters can be achieved in carrying out the process of the invention:
přívod kysličníku siřičitého je 1 940 1/h/m2 průřezu;the sulfur dioxide supply is 1 940 l / h / m 2 of cross-section;
celkový přívod plynů, vedených do promývací kolony, je 3 4.00 m3/h/m2 průřezu;the total gas supply to the scrubbing column is 3,400 m 3 / h / m 2 of cross-section;
koncentrace kyslíku v přiváděném plynu jethe oxygen concentration in the feed gas is
15,2 obj. %;15.2% by volume;
výška kolony je 4 m;the column height is 4 m;
přívod promývacího roztoku je 100 m3/h/m2 průřezu.the supply of washing solution is 100 m 3 / h / m 2 of cross-section.
Za těchto podmínek je možno při použití kotle, v němž se za· hodinu spaluje 300 kg těžkého paliva č. 2 s obsahem 3,5 % síry, dosáhnout následujících parametrů kolony:Under these conditions, the following column parameters can be achieved with a boiler burning 300 kg of heavy fuel # 2 containing 3.5% sulfur per hour:
průřez = 3,86 m2 průměr = 2,2 m výška kolony = 4 m objem — 1 514 m3 přívod roztoku = 386 m3/hcross-section = 3,86 m 2 diameter = 2,2 m column height = 4 m volume - 1 514 m 3 solution inlet = 386 m 3 / h
Tímto způsobem je možno ve všech pří198149 pádech získat plyn, v němž je obsaženo maximálně 20 ppm kysličníku siřičitého, přičemž tlaková ztráta vsázky 600 Pa.In this way, in all cases, a maximum of 20 ppm sulfur dioxide can be obtained, with a pressure drop of 600 Pa.
Je zřejmé, že v uvedených příkladech a za uvedených podmínek se mohou optimální parametry zařízení při čistění spalných plynů měnit, a to zejména podle místních podmínek, aniž přitom dochází k provedením, která nespadají do definice předmětu vynálezu. Zejména se může měnit výška kolony, průřez promývací kolony za uvedených podmínek.It will be appreciated that in the examples and under the conditions set forth, the optimum parameters of the apparatus for the purification of the combustion gases may vary, in particular according to local conditions, without embodiments falling outside the scope of the invention. In particular, the column height, the cross-section of the wash column can be varied under the conditions mentioned.
Způsob podle vynálezu tedy dovoluje za všech podmínek zajistit účinné čistění spalných plynů a mimoto vyrobit různé deriváty síry, zejména kyselinu sírovou, jejíž kvalita odpovídá kvalitě běžně dodávané kyše- > liny sírové, takže je možno· ji přímo užít k různým chemickým účelům. Tato kyselina obsahuje stopy síranu manganatého.The process according to the invention thus makes it possible, under all conditions, to ensure efficient purification of the combustion gases and, moreover, to produce various sulfur derivatives, in particular sulfuric acid, the quality of which corresponds to the quality of commercially available sulfuric acid so that it can be used directly for various chemical purposes. This acid contains traces of manganese sulphate.
Je také zřejmé, že je možno zařadit za sebou nďbo vedle sebe celou řadu zařízení podle vynálezu.It is also obvious that a number of devices according to the invention can be arranged in series or side by side.
Mimoto je možno užít místo manganu také kobalt, nikl nebo směsi těchto kovů nebo provádět způsob podle vynálezu na jeho počátku s jedním z těchto prvků a pokračovat při použití jiného prvku, přičemž vždy dochází k výhodné reakci a dokonalému čištění spalných plynů.In addition, cobalt, nickel or mixtures of these metals may also be used instead of manganese, or the process of the invention may be carried out initially with one of these elements and proceeded with the use of another element, with advantageous reaction and perfect combustion gas purification.
Je nutno zdůraznit, že při provádění způsobu podle vynálezu se využívá tepla, které je přiváděno spalnými plyny, tentýž způsob však je možno v případě potřeby provádět tak, že se teplo přivede z jakéhokoli zevního zdroje. V tomto případě je možno užít tepla ze spalných plynů k tomu, že se urychlí výstup plynů ze zařízení podle vynálezu, takže dojde k rychlé disperzi těchto plynů v atmosféře.It should be emphasized that the process of the present invention utilizes heat which is supplied by the combustion gases, but the same process can be carried out, if necessary, by bringing heat from any external source. In this case, it is possible to use heat from the combustion gases to accelerate the gas output from the device according to the invention so that these gases are rapidly dispersed in the atmosphere.
Je tedy zřejmé, že způsobem podle vynálezu je možno účinným způsobem zbavit spalné plyny sloučenin s obsahem síry a současně vyrobit koncentrovanou kyselinu sírovou, která je přímo použitelná v celé řadě účelů.Thus, it is clear that the process of the present invention can efficiently purify the combustion gases of sulfur-containing compounds while producing concentrated sulfuric acid, which is directly applicable to a variety of purposes.
Způsob podle vynálezu a zařízení k provádění tohoto způsobu mohou najít své použití zejména v teplárnách a v průmyslových zařízeních, v nichž se jako paliva užívá materiálů se zvýšeným obsahem síry.In particular, the process according to the invention and the apparatus for carrying out the process can find their use in heating plants and industrial plants in which materials with an increased sulfur content are used as fuel.
Je samozřejmé, že vynález není omezen na popsané příklady provedení.It goes without saying that the invention is not limited to the described embodiments.
Zejména je možno provádět změny v zařízení podle vynálezu, a to zejména pokud jde o přívod jednotlivých materiálů a o další parametry. Zvláště je možno nahradit jednotlivé části zařízení jinými prvky se stejnou funkcí.In particular, it is possible to make changes in the apparatus according to the invention, in particular as regards the supply of individual materials and other parameters. In particular, it is possible to replace individual parts of the device with other elements having the same function.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7327426A FR2238669B1 (en) | 1973-07-26 | 1973-07-26 | |
FR7416616A FR2271170B2 (en) | 1973-07-26 | 1974-05-14 | |
FR7422251A FR2276260A2 (en) | 1973-07-26 | 1974-06-26 | SMOKE CLEANING PROCESS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS198149B2 true CS198149B2 (en) | 1980-05-30 |
Family
ID=27250153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS535974A CS198149B2 (en) | 1973-07-26 | 1974-07-26 | Method of cleaning the combution products and gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS198149B2 (en) |
-
1974
- 1974-07-26 CS CS535974A patent/CS198149B2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4804523A (en) | Use of seawater in flue gas desulfurization | |
US4011298A (en) | Method for simultaneous removal of SOx and NOx | |
US3985860A (en) | Method for oxidation of SO2 scrubber sludge | |
US4670234A (en) | Process for stripping nitrogen oxides and sulphur oxides as well as optionally other noxious elements of flue gas from combustion plants | |
US4369167A (en) | Process for treating stack gases | |
US4198380A (en) | Absorption of sulfur oxides from hot gases | |
KR101757493B1 (en) | Process for removing contaminants from gas streams | |
JPH1176748A (en) | Method for removing sulfur dioxide in flue gas, particularly power plant waste gas and waste gas from rubbish incineration furnace | |
US4070441A (en) | Method of removing sulfur dioxide from flue gases | |
JPH01231925A (en) | Microbiological conversion of sulfur-containing harmful substance in exhaust gas | |
US4133650A (en) | Removing sulfur dioxide from exhaust air | |
US4222993A (en) | Removal of noxious contaminants from gas | |
EP0000251B1 (en) | Production of hydrogen sulfide from sulfur dioxide obtained from flue gas | |
JP2007098307A (en) | Circulation type carbon dioxide fixation system | |
JPS5910326A (en) | Removal of sulfur oxide from hot gas | |
CS198149B2 (en) | Method of cleaning the combution products and gases | |
US3728433A (en) | Continuous process for scrubbing sulfur dioxide from a gas stream | |
JPS6010773B2 (en) | Removal of hydrogen sulfide from gas | |
US4100259A (en) | Process and apparatus for the purification of fumes and gases and for the production of sulfuric acid | |
US4284608A (en) | Process for regenerating sulfur dioxide gas scrubbing solutions | |
CA1115494A (en) | Process for the removal of sulfur oxides from exhaust gases using slurry of red mud containing calcium ion | |
US5066470A (en) | Cyclic process for the removal of sulfur dioxide and the recovery of sulfur from gases | |
US4086324A (en) | Removal of sulfur and nitrogen oxides with aqueous absorbent | |
DK146120B (en) | PROCEDURE FOR THE REMOVAL OF SULFUR Dioxide from combustion flue gases during the formation of sulfuric acid | |
US4174383A (en) | Process for purifying a sulfur dioxide containing gas with production of elemental sulfur |